Qu'est-ce qui déclenche ces avalanches martiennes ?

Publié par Adrien le 04/02/2024 à 13:00
Source: IPGP
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En croisant les données recueillies par le sismomètre SEIS dans le cadre de la mission InSight sur Mars et les données orbitales disponibles, une équipe scientifique révèle que l'activité sismique martienne peut être responsable d'avalanches de poussière.


© Nicolas Sarter pour IPGP

Grâce à une analyse détaillée des données à la fois orbitales et sismologiques des deux événements sismiques les plus importants enregistrés lors de la mission InSight sur Mars (opérationnelle de fin 2018 à fin 2022), une équipe de chercheurs de l'IPGP (Université Paris Cité / CNRS) et leurs collègues mettent en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) une nette augmentation du nombre d'avalanches de poussière autour des deux épicentres.

Le premier événement étudié, nommé S1000a, est un impact météoritique qui a eu lieu le 18 septembre 2021 et qui a généré un séisme d'une magnitude locale martienne de 4.1, formant un cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine...) d'un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) de 150 mètres environ. La comparaison des images orbitales avant et après cet événement montre une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) impressionnante de nouvelles avalanches de poussière autour de l'épicentre, dans un rayon de 20 km, engendrées par une forte accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique,...) à la surface.

Le second événement, nommé S1222a, s'est produit le 4 mai 2022 et constitue le plus grand séisme jamais détecté sur Mars, avec une magnitude de 4.7. Localisé près du volcan Apollinaris, proche de la dichotomie crustale martienne, son épicentre est probablement situé à une profondeur inférieure à 20 km, bien que son énergie soit de l'ordre de 25 fois supérieure à celle du séisme S1000a. En comparant l'étude de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) des données orbitales de la planète rouge (Planète rouge (Red Planet) est un film américain réalisé par Antony Hoffman,...) disponibles depuis 2005 avec celle des images orbitales à haute résolution de ce second séisme, les chercheurs ont constaté que le taux d'avalanche passait de 3% (signifiant que pour 100 avalanches existantes, 3 nouvelles apparaissent au cours d'une année martienne, soit 687 jours terrestres) à 40% après le séisme pour certaines zones.

Le lien de causalité entre ce séisme et le déclenchement d'avalanches apparait d'autant plus clair que d'une part, aucune tempête n'a eu lieu dans la période couverte par les images antérieures et postérieures au séisme et que d'autre part, les versants sur lesquels se sont formées ces avalanches ne montrent aucune orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil...) préférentielle, pas même celle des vents dominants sud-nord enregistrés dans cette région.


Cliquer sur l'image pour voir l'animation.
© Nicolas Sarter (illustration) / Antoine Lucas (animation).

Fort de ce résultat, les scientifiques ont ensuite cherché à affiner la localisation de l'épicentre de l'événement sismique S1222a, en se basant sur certaines lois utilisées sur Terre qui interprètent la distribution des glissements de terrain et des avalanches en fonction des épicentres des séismes qui les ont déclenchés. La position ainsi obtenue permet aux chercheurs deux interprétations différentes concernant le mécanisme à l'origine du séisme. La première théorie suggère que l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) sismique pourrait être liée à un ancien volcan, Apollinaris Patera (Apollinaris Mons, plus connu comme Apollinaris Patera bien que ce nom ne se réfère...), bien qu'il soit peu probable qu'il soit encore actif. La seconde hypothèse suggère qu'une grande structure géologique pourrait être à l'origine du séisme, une ride de 450 km de long située juste à côté de la position épicentrale obtenue.

Ces travaux ouvrent la voie à de futures recherches, en particulier pour mieux comprendre comment l'activité sismique martienne peut influencer les processus de surface et de subsurface. Par ailleurs, cette étude montre que l'analyse des processus de surface peut nous aider à mieux comprendre les mécanismes à l'origine de la sismicité actuelle de la planète rouge.

Références:

A. Lucas, I.J. Daubar, M. Le Teuff, C. Perrin, T. Kawamura, L. Posiolova, P. Lognonné, S. Rodriguez, D. Giardini, G. Sainton, A. Mangeney, A. McEwen, Possibly seismically triggered avalanches after the S1222a Marsquake and S1000a impact event, Icarus, Vol. 411, 2024, 115942, DOI: 10.1016/j.icarus.2023.115942.

Jeu de données dans l'entrepôt IPGP Research Collection: Lucas, Antoine; Daubar, J. Ingrid; Le Teuff, Manon; Perrin, Clément; Kawamura, Taichi; Posiolova, Liliya; Lognonné, Philippe; Rodriguez, Sébastien; Giardini, Domenico; Sainton, Grégory; Mangeney, Anne; McEwen, Alfred, 2024, "Avalanches catalogue associated to the s1222a Marsquake", https://doi.org/10.18715/IPGP.2024.lr68kbwy, IPGP Research Collection, V1.
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