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Des séismes sur Mars ?

La planète Mars craque-t-elle de l'intérieur ?

Répartition des failles sur le globe martien (© Anderson, 2001)Répartition des failles sur le globe martien. En cartographiant les anciennes failles il est possible de déterminer les mouvements auxquels la croûte a été soumise dans le passé (© Anderson, 2001).

Sur Terre, la très grande majorité des séismes sont liés à la tectonique de plaques. La surface de notre planète est effectivement découpée en plaques, qui ne cessent de bouger les unes par rapport aux autres. Aux endroits où les plaques s'écartent, rentrent en collision ou coulissent, d'immenses tensions s'accumulent, qui finissent  par se libérer lors des séismes.

En l'état actuel de nos connaissances, les planétologues ne pensent pas que Mars a connu une tectonique de plaques. Mars serait une planète dont la surface ne se serait jamais fragmentée en  plaques mobiles. En conséquence, l'activité sismique risque donc d'être moins intense que sur Terre.

Séismes intra-plaques

Si les séismes terrestres sont principalement concentrés le long des frontières des plaques lithosphériques, quelques-uns ont toutefois lieu à l'intérieur des plaques elles-mêmes. Ces derniers, qualifiés d'intra-plaques, proviennent principalement du lent refroidissement des roches à plus ou moins grande profondeur. En perdant de la chaleur, les matériaux rocheux se contractent et accumulent des tensions, qui finissent par se relâcher en provoquant un séisme. Les géophysiciens estiment que le globe martien pourrait être le siège de secousses qui seraient similaire aux séismes intra-plaques terrestres. Mais avons-nous des preuves de leur existence ?

Mécanisme de formation d'une faille extensive (© droits réservés / Belin)Mécanisme de formation d'une faille extensive (© droits réservés / Belin).

Jusqu'à présent, nous n'avons jamais obtenu de données sismiques fiables permettant d'évaluer l'activité sismique de Mars. Le seul sismomètre fonctionnel jamais lancé vers la planète rouge, celui embarqué sur la sonde américaine Viking 2 en 1976, n'a malheureusement pas fourni d'informations convaincantes, à cause des perturbations causées par les vents.

Les séismes sont provoqués par l'accumulation de contraintes dans le matériau rocheux qui, lentement mais inéluctablement, finissent par aboutir à une rupture brutale. Un bloc rocheux, qui formait un volume cohérent, est soudain séparé en deux, chaque partie se déplaçant alors l'une par rapport à l'autre. La zone de rupture donne naissance à une faille, qui peut tout à fait atteindre la surface de la planète, et ce même si le séisme a eu lieu en profondeur. De part et d'autres de la faille, les blocs coulissent, parfois sur des distances impressionnantes, entraînant parfois des modifications spectaculaires du paysage.

Aujourd'hui, grâce aux nombreux satellites qui orbitent autour de la planète Mars, et qui sont équipés d'instruments toujours plus puissants et sophistiqués, nous possédons une très bonne connaissance des caractéristiques de la surface martienne. Or les images fournies par les caméras des orbiteurs montrent clairement la présence de failles, qui strient la croûte martienne comme autant de cicatrices.

Les failles martiennes

Un splendide décrochement de faille sur Mars vue par la sonde américaine Mars Reconnaissance Orbiter (© NASA/JPL/University of Arizona) Un splendide décrochement de faille sur Mars (ligne blanche) vue par la sonde américaine Mars Reconnaissance Orbiter (© NASA/JPL/University of Arizona).

La cartographie minutieuse des failles zébrant la surface de Mars a permis d'identifier cinq grandes périodes, réparties au cours des temps géologiques martiens, où une activité tectonique a eu lieu. La détermination de la longueur des failles, ainsi que l'estimation de leur profondeur et de la rigidité des roches ont permis d'évaluer l'énergie dégagée au cours de leur mise en place.

Le comptage des failles visibles en surface a également permis d'identifier les régions qui ont été les plus actives d'un point de vue sismique dans le passé. C'est par exemple le cas du dôme de Tharsis, cet immense bombement de la surface martienne qui supporte des volcans géants dont l'altitude dépasse les 10 kilomètres.

Lors de sa mise en place, le dôme de Tharsis a exercé des contraintes très fortes sur la croûte, qui s'est fissurée en de très nombreux endroits. L'immense balafre de Valles Marineris, un complexe de gouffres immenses de 4000 kilomètres de longueur qui ceinturent l'équateur de Mars et dont la profondeur atteint par endroit 7 kilomètres, s'est vraisemblablement ouverte suite au soulèvement provoqué par Tharsis. Valles Marineris est sans nul doute possible l'une des structures tectoniques les plus impressionnantes du système solaire, même si les canyons, une fois formés, ont été élargis par d'autres processus géologiques, comme l'érosion ou des glissements de terrains.

Si les géophysiciens estiment que la plupart des séismes qui ont agité Mars jusqu'à présent n'ont pas provoqué de ruptures en surface (ils passent donc inaperçus aux yeux des orbiteurs), les analyses effectuées confirment le fait que Mars a connu, et connaît sans doute encore, une activité sismique significative, dont l'ordre de grandeur est similaire à celle des séismes intra-plaques terrestres. Le sismomètre SEIS de la sonde InSight a donc de fortes chances de pouvoir observer, pour la première fois dans l'histoire de l'exploration martienne, des tremblements de Mars.

Carte altimétrique de la surface martienne montrant le dôme de Tharsis et l'immense canyon de Valles Marineris (© MOLA Team/NASA)Carte altimétrique de la surface martienne montrant le dôme de Tharsis (à gauche) et l'immense canyon de Valles Marineris (au centre). Ces deux régions ont dû connaitre par le passé une activité sismique intense (© MOLA Team/NASA).

Dernière mise à jour : 10 août 2017

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