Des chercheurs de l’Université d’Oxford ont découvert des indices révélant l’existence d’anciens et vastes systèmes magmatiques profonds sous la surface de Mars. Bien que la planète rouge soit dépourvue de tectonique des plaques, ces données sismiques recueillies par la mission InSight suggèrent un recyclage crustal complexe comparable à celui de la Terre.
Les données d’InSight révèlent une limite sismique à 24 kilomètres de profondeur
Pendant des décennies, la communauté scientifique a appréhendé Mars comme un monde désertique et géologiquement figé. Dépourvue de plaques tectoniques mobiles, la planète possède une coquille rocheuse qualifiée de stagnant lid
ou couvercle stagnant. Les planétologues supposaient alors que l’activité volcanique martienne demeurait simple et localisée. Toutefois, les analyses des ondes sismiques générées par des impacts de météorites et des séismes martiens viennent bousculer ce modèle établi.
En examinant les mesures enregistrées par le atterrisseur InSight de la NASA, qui a recensé 1,319 séismes au cours de sa mission, les chercheurs se sont penchés sur une frontière géologique située à environ 24 kilomètres sous la surface. La vitesse des ondes sismiques dans la croûte inférieure martienne s’est révélée bien plus élevée que prévu, trahissant une composition rocheuse singulière que les scientifiques ont entrepris de décrypter.
Modélisation thermodynamique et plomberie magmatique transcrustale
Pour comprendre la nature de cette limite, l’équipe de recherche a combiné la modélisation thermodynamique à des outils statistiques afin de comparer les observations sismiques à des centaines de compositions de roches potentielles. Les résultats indiquent que la couche située sous la frontière de 24 kilomètres est constituée de roches ultramafiques, particulièrement riches en fer et en magnésium mais pauvres en silice. Au-dessus de cette limite, la croûte présente des roches mafiques dotées d’une proportion de silice plus élevée.
Ce profil géologique témoigne d’un immense réservoir magmatique souterrain où les minéraux denses ont migré vers les profondeurs tandis que les magmas enrichis en silice remontaient vers la surface. Selon les chercheurs de l’Université d’Oxford, ce mécanisme évoque une « transcrustal magmatism », un processus d’évolution et de recyclage autrefois attribué exclusivement à la Terre.
Le docteur Tobermory Mackay-Champion, de l’Université d’Oxford et de l’Université de Bristol, a indiqué que l’on avait traditionnellement supposé que le volcanisme sur Mars était relativement simple par rapport à celui de la Terre, mais que cette découverte suggérait que Mars pouvait entretenir des systèmes vastes et durables où la roche en fusion a évolué et s’est recyclée à travers toute la croûte, tout en soulignant les perspectives passionnantes quant à la fréquence de tels systèmes sur les planètes rocheuses au-delà de notre système solaire.
Implications pour l’habitabilité des planètes rocheuses
La découverte d’une telle complexité crustale en l’absence de tectonique des plaques modifie la perspective des scientifiques sur l’évolution des planètes. Sur Terre, le recyclage de la croûte terrestre joue un rôle déterminant dans la régulation du climat et le maintien des conditions favorables à la vie. La mise en évidence de systèmes magmatiques comparables sur Mars suggère que le développement d’une croûte évoluée ne requiert pas nécessairement des plaques tectoniques mobiles.
Les observations minéralogiques recueillies à travers la planète laissent penser que ces processus de différenciation crustale ne se limitent pas à la région d’Elysium Planitia où reposait InSight, mais s’étendent à de vastes portions de l’hémisphère nord martien. Comme le souligne le Professeur Jon Wade de l’Université d’Oxford, cette avancée relance une interrogation fondamentale en science planétaire sur le caractère unique ou non de la Terre.
Le professeur Jon Wade, du Département des sciences de la Terre à l’Université d’Oxford, a déclaré que l’une des grandes questions de la science planétaire était de savoir si la Terre était unique, ajoutant que si Mars avait pu développer ce type de croûte complexe sans tectonique des plaques, les conditions nécessaires à l’habitabilité pourraient alors émerger sur un plus grand nombre de planètes qu’on ne le pensait, y compris celles qui avaient été précédemment écartées en raison de leur taille ou de leur absence apparente d’activité tectonique.