L’analyse des vibrations induites par le vent de Mars met en lumière les propriétés souterraines de la planète –


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  • Les données sismiques recueillies à Elysium Planitia, la deuxième plus grande région volcanique de Mars, suggèrent la présence d’une couche sédimentaire peu profonde prise en sandwich entre des coulées de lave sous la surface de la planète. Ces résultats ont été obtenus dans le cadre de la mission InSight de la NASA (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport), à laquelle collaborent plusieurs partenaires de recherche internationaux, dont l’Université de Cologne. L’article « La structure peu profonde de Mars sur le site d’atterrissage d’InSight à partir de l’inversion des vibrations ambiantes » paraîtra dans Communication Nature le 23 novembre.

    Le géophysicien Cédric Schmelzbach de l’ETH Zurich et ses collègues, dont les spécialistes des tremblements de terre Dr Brigitte Knapmeyer-Endrun et le chercheur doctorant Sebastian Carrasco (MSc) de l’Observatoire sismique de l’Université de Cologne à Bensberg, ont utilisé des données sismiques pour analyser la composition de la région d’Elysium Planitia. Les auteurs ont examiné le sous-sol peu profond jusqu’à environ 200 mètres de profondeur. Juste sous la surface, ils ont découvert une couche de régolithe à dominante sableuse d’environ trois mètres d’épaisseur au-dessus d’une couche de 15 mètres d’éjecta en blocs grossiers – des blocs rocheux qui ont été éjectés après un impact de météorite et sont retombés à la surface.

    Sous ces couches supérieures, ils ont identifié environ 150 mètres de roches basaltiques, c’est-à-dire des coulées de lave refroidies et solidifiées, ce qui était largement cohérent avec la structure souterraine attendue. Cependant, entre ces coulées de lave, commençant à une profondeur d’environ 30 mètres, les auteurs ont identifié une couche supplémentaire de 30 à 40 mètres d’épaisseur avec une faible vitesse sismique, suggérant qu’elle contient des matériaux sédimentaires faibles par rapport aux couches de basalte plus fortes.

    Pour dater les coulées de lave moins profondes, les auteurs ont utilisé les décomptes de cratères de la littérature existante. Les connaissances établies sur le taux d’impact des météorites permettent aux géologues de dater les roches : les surfaces avec de nombreux cratères d’impact de météorites sont plus anciennes que celles avec moins de cratères. De plus, des cratères de plus grand diamètre s’étendent dans la couche inférieure, permettant aux scientifiques de dater la roche profonde, tandis que les plus petits leur permettent de dater les couches rocheuses moins profondes.

    Ils ont découvert que les coulées de lave moins profondes ont environ 1,7 milliard d’années et se sont formées pendant la période amazonienne – une ère géologique sur Mars caractérisée par de faibles taux d’impacts de météorites et d’astéroïdes et par des conditions froides et hyper-arides, qui ont commencé environ 3 milliards d’années. depuis. En revanche, la couche de basalte plus profonde sous les sédiments s’est formée beaucoup plus tôt, il y a environ 3,6 milliards d’années au cours de la période hespérienne, caractérisée par une activité volcanique généralisée.

    Les auteurs proposent que la couche intermédiaire à faibles vitesses volcaniques pourrait être composée de dépôts sédimentaires pris en sandwich entre les basaltes hespériens et amazoniens, ou au sein des basaltes amazoniens eux-mêmes. Ces résultats offrent la première opportunité de comparer les mesures sismiques de vérité au sol du sous-sol peu profond aux prédictions antérieures basées sur la cartographie géologique orbitale. Avant l’atterrissage, le Dr Knapmeyer-Endrun avait déjà développé des modèles de la structure de vitesse du sous-sol peu profond sur le site d’atterrissage d’InSight sur la base d’analogues terrestres. Les mesures réelles indiquent maintenant une stratification supplémentaire ainsi que des roches plus poreuses en général.

    «Bien que les résultats aident à mieux comprendre les processus géologiques d’Elysium Planitia, la comparaison avec les modèles de pré-atterrissage est également précieuse pour les futures missions au sol, car elle peut aider à affiner les prévisions», a fait remarquer Knapmeyer-Endrun. La connaissance des propriétés du sous-sol peu profond est nécessaire pour évaluer, par exemple, sa capacité de charge et sa facilité de circulation pour les rovers. En outre, des détails sur la stratification dans le sous-sol peu profond aident à comprendre où il pourrait encore contenir de l’eau souterraine ou de la glace. Dans le cadre de sa recherche doctorale à l’Université de Cologne, Sebastian Carrasco continuera d’analyser l’effet de la structure peu profonde d’Elysium Planitia sur les enregistrements de séismes.

    L’atterrisseur InSight est arrivé sur Mars le 26 novembre 2018, atterrissant dans la région d’Elysium Planitia. Mars a été la cible de nombreuses missions scientifiques planétaires, mais la mission InSight est la première à mesurer spécifiquement le sous-sol à l’aide de méthodes sismiques.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Université de Cologne. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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    Houssen Moshinaly

    Rédacteur web depuis 2009 et webmestre depuis 2011.

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