InSight dévoile ce qui agite le sous-sol martien

Mars tremble-t-elle? Cette question est au cœur de la mission InSight. En novembre 2018, cet atterrisseur s’est posé sur la planète rouge avec un instrument capable de mesurer l’activité sismique de la planète: le sismomètre SEIS. Les premiers résultats sont publiés dans six études parues dans les revues Nature Geoscience et Nature Communications ce 24 février. Ils sont sans appel: Mars est sismiquement active.

Bien que la NASA ait déjà communiqué sur les premières découvertes de séismes dès avril 2019, c’est la première fois que les résultats d’InSight font l’objet d’études scientifiques. Il faut dire que la sismologie est capitale pour connaître la structure interne d’une planète, et à travers elle sa composition et son histoire. Jusque-là, la présence de séismes était soupçonnée en raison des coulées de lave indiquant une activité volcanique peut-être récente, mais les scientifiques n’avaient aucune certitude quant à l’existence réelle de ces phénomènes.

Activité volcanique

Après près d’un demi-siècle d’échecs et de missions ratées, les résultats viennent enfin confirmer cette hypothèse. En à peine dix mois de mesures, 174 séismes ont été détectés. «Nos modèles nous avaient préparés à tout, explique Domenico Giardini, spécialiste de sismologie à l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich et principal auteur de l’une des études. Mais même avec cela, nous avons eu des surprises! Tout est à faire en termes de sismologie sur Mars et le moindre événement est riche d’enseignements.»

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Le scientifique italo-suisse a tiré deux informations majeures de ces premiers mois d’observation. D’abord, les plus gros séismes enregistrés (d’une magnitude entre 3 et 3,4) proviennent tous de la même région: Cerberus Fossae. La zone est connue pour ses nombreuses failles profondes, ce qui laisse penser qu’il pourrait y avoir une activité volcanique sous la surface, expliquant possiblement les séismes (étant donné l’absence de plaque tectonique comme sur la Terre).

Pour ce qui est des autres séismes d’une magnitude inférieure à 1, ils se sont presque tous déclenchés à partir de juillet, signe d’un phénomène climatique à l’œuvre, d’une saisonnalité des mouvements internes de Mars inconnue jusque-là. L’étude évoque 150 événements mais, depuis, SEIS en a enregistré plus de 460. «D’ici à la fin de la mission, nous aurons une année martienne complète, s’enthousiasme Domenico Giardini. Nous pourrons alors bien caractériser ces saisons si elles existent vraiment.»

Environnement alpin

En attendant ces résultats plus poussés, InSight apporte également des informations précieuses sur la structure interne de Mars. C’est l’objet d’une autre étude dirigée cette fois par un Français, Philippe Lognonné. Chercheur à l’Institut de physique du Globe de Paris, il connaît bien son sujet puisqu’il avait conçu le sismomètre embarqué sur la sonde Mars 96, malheureusement parti en fumée – comme l’entier de la mission – quelques minutes après un décollage raté. Persévérant, ce dernier affirme aujourd’hui que SEIS a mis en lumière une croûte de dix kilomètres d’épaisseur contenant de l’eau.

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Loin de l’aridité d’un sous-sol lunaire, la planète rouge fait davantage penser… à la Suisse! «C’est le type d’environnement cristallin qui peut se trouver dans les Alpes par exemple, précise le géophysicien. De l’eau est piégée dans les roches, ce qui nous renseigne sur le passé de Mars.» Pour arriver à cette conclusion, les auteurs ont retracé le parcours des ondes dans la croûte martienne. Ils ont pu, grâce à cela, déterminer le type d’environnement que ces dernières traversaient.

Une preuve de plus que notre voisine a pu être hospitalière il y a quelques millions d’années. Mais que s’est-il produit pour arriver à l’astre mort d’aujourd’hui presque sans activité géologique et avec une atmosphère quasiment disparue? Mystère. Mais l’analyse plus en profondeur des entrailles de Mars pourrait en être la clé. «La structure interne de la Terre n’est pas encore parfaitement connue alors que nous avons plus d’un siècle de sismologie dernière nous, tempère Philippe Lognonné. Sur Mars, nous commençons à peine et nous en savons déjà énormément. C’est prometteur pour la suite.»