Une collision à l’origine de l’asymétrie martienne

Parmi les singularités de la Planète rouge, la différence d’altitude entre ses deux hémisphères intrigue les scientifiques depuis longtemps. L’hémisphère Nord est dominé par Vastitas Borealis, une plaine s’étendant sur une altitude moyenne de 5 à 10 kilomètres en dessous de celle des plateaux de l’hémisphère Sud. Cette asymétrie, désignée comme la « dichotomie martienne », soulève des questions sur son origine.

Deux hypothèses principales ont été avancées. La première suggère que Mars aurait eu un pôle plus chaud que l’autre lors de sa formation, entraînant une croûte plus épaisse au Sud. La seconde hypothèse propose que Vastitas Borealis a été formée par un gigantesque impact, résultant de la collision de Mars avec une protoplanète d’environ 2 000 kilomètres de diamètre durant la jeunesse du Système solaire. Des chercheurs de l’Académie des sciences de Pologne, Joanna Gurgurewicz et Daniel Mège, ont mis en évidence des indices géologiques, minéralogiques et géomagnétiques soutenant le scénario de l’impact.

Dénicher des éléments en faveur de cette hypothèse a été un défi, étant donné que l’origine de la dichotomie martienne remonte à près de 4,6 milliards d’années. La surface de Vastitas Borealis a été largement recouverte par des dépôts sédimentaires et l’activité volcanique, rendant les traces potentielles difficiles à identifier.

Sur Terre, la tectonique des plaques permet parfois de faire remonter des structures anciennes à la surface. En revanche, sur Mars, la convection n’est pas suffisante pour déplacer la croûte, rendant les stigmates de l’impact rares. Les techniques d’imagerie actuelles se limitent principalement à la surface.

Cependant, un site près de la frontière de Vastitas Borealis, le réseau de failles d’effondrements de Valles Marineris, offre une vue sur le sous-sol martien. Long de 3 700 kilomètres et large de 600 kilomètres par endroits, ce canyon dévoile des parties anciennes du sol martien. L’analyse d’images haute résolution a permis aux chercheurs de conclure à un impact géant.

Les chercheurs ont identifié des « zones de cisaillement cassant-ductile » dans les régions profondes de Valles Marineris. Ces déformations, qui apparaissent dans des sous-sols chauds, ne peuvent pas être expliquées par l’activité sismique de la région et suggèrent un choc puissant. Les orientations des cisaillements sont parallèles à la frontière de la dichotomie, indiquant qu’elles font partie d’un « anneau de failles » généré par un impact.

D’autres formations géologiques, bien que plus récentes, montrent également un alignement similaire, suggérant une instabilité dans le sous-sol de l’hémisphère Nord martien. Un événement sismique mesuré en 2021 par la sonde InSight de la NASA pourrait être associé à ces failles, indiquant leur réactivation régulière.

Frédéric Schmidt, un des coauteurs de l’étude, a également identifié des minéraux caractéristiques d’une intense circulation hydrothermale, potentiellement initiée par l’énergie de la collision. Ces vestiges pourraient offrir des pistes pour la recherche de traces de vie sur Mars.

La découverte de réseaux hydrothermaux sur Mars ouvre également des perspectives pour l’exploration de gisements de métaux, tels que l’or et le cuivre, dans le cadre de futures missions martiennes. Valles Marineris pourrait ainsi devenir une destination clé pour les prochaines sondes.

Source : Pour la Science.