Géologie de la planète Mars - Définition et Explications

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Introduction

La géologie de la planète Mars, parfois appelée aréologie, recouvre l'étude scientifique de Mars et de ses propriétés physiques, de ses reliefs, de sa composition, de son histoire, et de tous les phénomènes qui ont affecté ou affectent encore cette planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa...).

Basaltes (en bleu) et olivines (en violet) de Ganges Chasma (Chasma (pluriel chasmata) est un mot d'origine latine dérivé du grec ancien. Il désigne une vallée à fortes pentes ou un large canyon. Par exemple : Coprates Chasma, dans la partie orientale de Valles Marineris.) (Valles Marineris) vus par le spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité observée — un faisceau lumineux en spectroscopie, ou bien un...) infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) THEMIS de la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela...) 2001 Mars Odyssey (2001 Mars Odyssey est le nom donné à un vaisseau spatial de la NASA en orbite autour de la planète Mars. Cette sonde utilise des spectromètres et l'imagerie pour détecter une présence éventuelle d'eau...).

Il s'agit d'une discipline relativement récente, inaugurée le 14 juillet 1965 à l'occasion du premier survol de Mars par une sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour étudier à plus ou moins grande distance les corps célestes se trouvant dans le...), en l'occurrence Mariner 4 (Mariner 4 est une sonde de 261 kg en forme de prisme octogonal, large de 1,34 m et haut de 0,45 m, munie de 4 panneaux solaires pouvant lui délivrer 700 watts.), qui permit de découvrir une planète dépourvue de champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité...) global, avec une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) cratérisée rappelant celle de la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de la Lune est de 384 400 km...), et une atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) ténue ayant une pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) au sol d'environ 600 Pa et une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du transfert...) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur...) de 210 K (-63 °C). Mais c'est véritablement avec la sonde Mariner 9 (Mariner 9 était une sonde orbitale de la NASA qui a aidé à l'exploration de Mars et faisait partie du programme Mariner. Mariner 9 a été lancée vers Mars le 30 mai 1971 et a...) que l'étude systématique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour objet de dénombrer et de classer les taxons dans un certain ordre, basé sur des principes divers. Elle ne doit pas être confondue avec la...) et approfondie de la planète Mars a commencé, le 13 novembre 1971 ; premier engin à se satelliser autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit...) d'une autre planète que la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la...), Mariner 9 a permis de cartographier la totalité de la surface martienne avec une résolution comprise entre 100 m et 1 km par pixel (Le pixel, souvent abrégé px, est une unité de surface permettant de mesurer une image numérique. Son nom provient de la locution anglaise...), révélant toutes les structures géologiques majeures de la planète, sa dichotomie crustale, ses massifs volcaniques gigantesques et son système de canyons appelé Valles Marineris (Valles Marineris est un vaste système de canyons situé à proximité de l'équateur de la planète Mars entre le renflement de Tharsis...) en référence au programme Mariner (Le programme Mariner est une série de missions spatiales de la NASA ayant pour objectif d'envoyer des sondes spatiales afin d'étudier les trois planètes les plus...) en général, et à Mariner 9 en particulier.

Depuis, le programme Viking (Le programme Viking était composé de deux missions distinctes de sondes spatiales de la NASA, Viking 1 et Viking 2. L'équipement de ces deux sondes était...) à la fin des années 1970, le programme Phobos (Le programme Phobos était une mission spatiale inhabitée soviétique, constituée de deux sondes dédiées principalement à l'étude de la planète Mars et de ses deux lunes, Phobos et...) à la fin des années 1980, et les missions Mars Global Surveyor (Mars Global Surveyor est une mission conjointe de la NASA et du Jet Propulsion Laboratory, destinée à cartographier la planète Mars. Elle est la première mission américaine réussie...) et Mars Pathfinder (La mission Mars Pathfinder fut lancée le 4 décembre 1996 par la NASA grâce à une fusée Delta II, un mois après l'orbiteur Mars Global Surveyor. Après un voyage interplanétaire de sept mois, la mission se posa...) dans les années 1990, ont permis d'affiner nos connaissances sur la planète rouge (Planète rouge (Red Planet) est un film américain réalisé par Antony Hoffman, sorti en 2000.). Plus récemment, les « orbiteurs » 2001 Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter (Mars Reconnaissance Orbiter (sigle : MRO) est une sonde spatiale américaine actuellement en orbite autour de Mars. Son lancement, initialement...) et Mars Express (Mars Express est le nom d'une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA) lancée le 2 juin 2003, qui a pour objectif l'étude de Mars.), ainsi que les rovers Spirit et Opportunity (Opportunity est le deuxième rover (ou astromobile) de la mission Mars Exploration Rover de la NASA. Il a atterri sur la planète Mars le 25 janvier 2004 (05:05 UTC) dans la région équatoriale de...) au sol, complétés par « l'atterrisseur » Phoenix, ont ouvert la voie, dans les années 2000, à une véritable étude géologique martienne, qui devrait normalement se poursuivre dès 2012 avec la mission américaine Mars Science Laboratory (Le Mars Science Laboratory, baptisé Curiosity, est un astromobile (rover) de la NASA destiné à l'exploration de la planète Mars, qui doit être lancé en novembre 2011 par une fusée Atlas V pour...) et la mission russe Phobos-Grunt (Phobos-Grunt (rus. ?????-?????) est une mission programmée par la Russie pour ramener des échantillons de sol de Phobos, une des lunes de Mars. Le...), qui emportera le petit satellite (Satellite peut faire référence à :) chinois Yinghuo 1 pour étudier l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) du vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont éjectés de la haute atmosphère du Soleil. Pour les étoiles autres que le Soleil, on parle généralement de vent...) et de l'atmosphère de Mars (L’atmosphère de Mars désigne la couche de gaz entourant la planète Mars. La pression au sol de l'atmosphère martienne varie entre 30 Pa (0,03 kPa), au sommet d'Olympus Mons, et 1 155 Pa...), voire, à horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en...) plus lointain, avec le robot (Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) accomplissant automatiquement soit des tâches qui sont généralement dangereuses,...) mobile européen ExoMars (ExoMars est le nom d'une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne prévue pour 2016 dans le cadre du programme Aurora. Elle consiste à envoyer sur la surface de Mars un rover automatisé équipé...), du programme Aurora (Le Programme Aurora de l'Agence spatiale européenne (ESA) est une série de missions spatiales ayant pour but l'étude du système solaire et en particulier de la planète Mars.), destiné à analyser le sol de la planète rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) d'y rechercher des traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la responsabilité de la Commission européenne dans le cadre du premier pilier...) d'exobiologie (L'exobiologie (aussi appelée astrobiologie par les anglo-saxons) est une science interdisciplinaire qui a pour objet l'étude des facteurs et processus, notamment géochimiques et biochimiques, pouvant...) passée ou présente, et avec la mission Mars Sample Return (Le programme Mars Sample Return, est un programme visant à ramener 500 grammes d'échantillons martiens sur Terre.), conjointe entre l'ESA et la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable du programme spatial des États-Unis...), conçue pour rapporter quelques centaines de grammes d'échantillons de sol martien (Martien est un nom générique qui désigne plusieurs types de créatures imaginaires censées vivre sur mars. Selon la version la plus...) sur Terre.

Image en fausses couleurs, prise le 11 décembre 2006 par l'instrument HiRISE de la sonde MRO, d'un glissement de terrain dans le cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine météoritique, voir Cratère d'impact Pour le cratère formé à la suite d'un effondrement d'origine souterrainne (érosion, mine,...) Zunil par 7,7° N et 166,1° E, sur la paroi interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à...) au sud-est (Le sud-est est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux sud et est. Le sud-est est opposé au nord-ouest.) de ce cratère. Celui-ci n'est pas très ancien — moins de dix millions d'années — et le glissement de terrain est quant à lui suffisamment récent pour n'avoir pas encore été recouvert de poussières ; il a pu être provoqué par un séisme, voire par un impact météoritique survenu très récemment.
Carte topographique (Une carte topographique est une carte à petite échelle représentant le relief déterminé par altimétrie et les aménagements humains d'une région géographique de manière...) de la planète Mars élaborée à partir des mesures du Mars Orbiter Laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme anglo-américain...) Altimeter (MOLA) de Mars Global Surveyor. Elle permet de repérer les grandes formations géologiques martiennes, notamment :
  - la dichotomie crustale entre hémisphères nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) et sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.)
  - les grands bassins d'impact de l'hémisphère sud (L'hémisphère sud ou hémisphère austral est la moitié du globe terrestre qui s'étend entre l'équateur et le pôle Sud....), Argyre par 50° S et 316°E, et Hellas par 42,7° S et 70° E, et au nord Utopia Planitia (Planitia (pluriel planitiae) est un mot d'origine latine désignant une surface plate, une plaine. Il est utilisé sur Mars pour décrire une plaine basse ou une grande étendue sans reliefs. Ce type de formation s'oppose par conséquent aux...) par 49,7° N et 118° E
  - le renflement de Tharsis et les trois volcans de Tharsis Montes ainsi qu'Olympus Mons (Olympus Mons, nom latin pour « Mont Olympe », est un volcan bouclier de la planète Mars situé par 18,4° N et 226° E, dans les quadrangles d'Amazonis et de...) et Alba Mons, dans l'hémisphère nord à gauche, et à droite les volcans d'Elysium, près d'Utopia
  - le système de canyons de Valles Marineris, partant de la région de Tharsis jusqu'au petit bassin (En anatomie humaine, le pelvis (pelvis minor) ou petit bassin (du latin pelvis -is, f: bassin, chaudron) désigne le cadre osseux, sensiblement hémisphérique, de...) d'impact de Chryse Planitia (Chryse Planitia est un bassin martien situé par 26° 35’ N, 40° 00’ W pour une superficie d'environ 500 000 m². C'est une plaine basse ou planitia.), centré par 15° S et 300° E environ.

L'étude systématique de la planète rouge a radicalement transformé la vision que nous en avons. Mars est aujourd'hui perçue comme une planète au passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée sur le...) riche et géologiquement très actif, entourée jadis d'un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique global, et qui possédait alors presque certainement une atmosphère épaisse et de grandes quantités d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) plutôt acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.). De surcroît, son noyau serait toujours essentiellement, voire entièrement, liquide, et il n'est pas totalement exclu que certains volcans puissent encore connaître une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) épisodique.

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