Cinq cratères d'impact géants révèlent l'équateur ancien de Mars

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Une découverte potentiellement significative pour de futures missions avec équipage

Depuis sa formation, il y a des milliards d'années, Mars n'a pas été une planète sphériquement symétrique. En outre, d'après les scientifiques qui l'ont étudiée, elle n'est pas entièrement composée de matériaux homogènes. En effet, elle changé de forme, comme l'illustrent son activité volcanique ainsi que l'existence du dôme de Tharsis, un renflement de huit kilomètres de hauteur qui couvre le sixième de la surface de Mars. Compte tenu de ces attributs, entre bien d'autres, l'axe polaire de la planète rouge est instable par rapport aux caractéristiques de surface, et l'on sait qu'il s'est déplacé au fil des éons, alors que Mars effectuait des rotations sur son axe et autour du Soleil.

À présent, un chercheur canadien a calculé l'emplacement des pôles anciens de Mars en se servant de l'emplacement de cinq cratères d'impact géants sur la surface. Jafar Arkani-Hamed, de l'Université McGill à Montréal, au Québec, a déterminé que ces cinq bassins, nommés Argyre, Hellas, Isidis, Thaumasia et Utopia, sont répartis sur l'arc d'un grand cercle. D'après lui, cela donne à penser que les projectiles ayant creusé ces bassins avaient une seule et même provenance, et que les cratères tracent l'équateur de Mars à l'époque des impacts, soit avant l'apparition du dôme de Tharsis.

Auteur d'un mémoire publié dans le Journal of Geophysical Research (Planets), Arkani-Hamed a calculé que les cinq projectiles venaient d'un astéroïde qui tournait autour du Soleil sur le même plan que Mars et la plupart des autres planètes. À un moment donné, il est passé si proche de la planète que la force de la gravité martienne a dépassé la résistance à la traction de l'astéroïde, et il s'est fragmenté. Les cinq grands fragments seraient restés dans le plan correspondant à l'ancien équateur de Mars. Ils sont tombés à différents endroits autour du globe de la planète rouge, en raison de sa rotation sur son axe d'alors et parce qu'ils ont pris un temps différent à percuter la surface.

Arkani-Hamed décrit l'emplacement des cratères résultants, dont seulement trois sont bien conservés. Les deux autres ont été détectés par le biais d'une analyse des anomalies gravitationnelles de Mars. Le grand cercle qu'ils décrivent sur la surface de Mars est centré à -30° de latitude et à 175° de longitude. Si l'on recentre la carte de Mars en prenant ce point comme pôle Sud, le grand cercle correspond à l'équateur ancien.

D'après Arkani-Hamed, la masse de l'astéroïde capturé par Mars équivalait à environ un pour cent de celle de la Lune. Son diamètre était de l'ordre de 800 à 1 000 kilomètres, en fonction sa densité, laquelle est impossible à déterminer.

Si elles sont confirmées par une recherche plus poussée, les constatations d'Arkani-Hamed remettent en question l'étendue de l'eau souterraine présumée sur Mars. « La région proche de l'équateur actuel se trouvait au niveau du pôle quand l'eau courante existait le plus probablement, a-t-il expliqué. Alors même que l'eau de surface disparaissait, les calottes polaires sont restées la principale source d'eau qui a sans doute pénétré dans les strates les plus profondes et est restée sous forme de pergélisol reposant sur un épais réservoir aquifère. C'est important pour les futures missions avec équipage à destination de Mars. »

Cette recherche a bénéficié du soutien du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG) du Canada.