Des chercheurs ont découvert une anomalie thermique dans l’hémisphère sud de Mars, où la température interne dépasse de 200 à 400 degrés Celsius celle de l’hémisphère nord. Cette asymétrie profonde, révélée par une analyse de tomographie par marées, relance les questions sur l’évolution géologique et l’hydrologie de la planète rouge.
Une tomographie par marées pour sonder les profondeurs martiennes
La planète Mars est aujourd’hui un astre froid, aride et dépourvu de vie, mais son passé géologique fut nettement plus actif. En raison de sa petite taille, la planète s’est refroidie beaucoup plus rapidement que la Terre, ce qui a entraîné l’arrêt du volcanisme, la quasi-disparition de son champ magnétique et l’évaporation de l’eau de surface. Pour comprendre l’état actuel de cette chaleur interne, une équipe internationale de scientifiques a examiné des données d’archives accumulées sur plusieurs décennies par trois missions spatiales distinctes de la NASA : Mars Global Surveyor, dont la mission s’est achevée en 2006, ainsi que Mars Odyssey et Mars Reconnaissance Orbiter, toujours en activité.
En combinant ces relevés orbitaux avec la connaissance de l’excentricité orbitale et de l’inclinaison de l’axe de rotation de Mars, les chercheurs ont pu mesurer de minuscules variations dans la vitesse des sondes. C’est en appliquant une méthode connue sous le nom de tomographie par marées que l’équipe a reconstitué le champ gravitationnel et modélisé la structure thermique de la planète.
Une asymétrie thermique inattendue entre le nord et le sud
Les résultats de ces travaux démontrent que l’hémisphère sud de Mars présente une température interne supérieure de 200 à 400 degrés Celsius à celle de l’hémisphère nord, une zone qui s’avère en outre partiellement fondue. Cette découverte surprenante vient compléter les observations réalisées par le site d’atterrissage de la mission InSight de la NASA, qui avait déjà détecté que les ondes sismiques se propageant dans le sud s’atténuaient plus rapidement.
Cette asymétrie thermique fait écho à la morphologie de surface de la planète, caractérisée par une dichotomie prononcée. Tandis que le nord est dominé par de vastes basses terres planes où l’eau aurait autrefois circulé, le sud se distingue par des plateaux montagneux escarpés, à l’exception notable du bassin d’impact d’Hellas. Selon les chercheurs, la croûte beaucoup plus épaisse de l’hémisphère sud pourrait avoir agi comme un isolant thermique, empêchant la chaleur de s’échapper et la piégeant depuis des milliards d’années.
Implications pour le champ magnétique et l’histoire de l’eau
La présence de cette anomalie thermique dans le manteau sud permet également d’éclairer d’autres mystères martiens, tels que les anomalies magnétiques repérées dans les minéraux riches en fer de cette région. Un manteau sud plus chaud aurait pu soutenir un champ magnétique suffisamment intense pour générer ces contrastes magnétiques entre les deux moitiés du globe.
Les origines exactes de cette anomalie demeurent toutefois incertaines. Parmi les hypothèses avancées par les scientifiques figurent un impact géant ayant libéré de la chaleur dans le nord, des épisodes de convection spontanée dans le manteau sud, ou la rétention thermique assurée par des structures géologiques épaisses. L’étude, intitulée « Tidal Tomography Reveals a Thermal Anomaly Beneath Mars’s Crustal Dichotomy », a été publiée le 27 août dans la revue Nature.
À lire aussi