Les eaux souterraines sur Mars défient les attentes : la physique relie les données sismiques aux propriétés des roches et des sédiments

Les eaux souterraines sur Mars défient les attentes : la physique relie les données sismiques aux propriétés des roches et des sédiments

Crédit : NASA/JPL-Caltech

Une nouvelle analyse des données sismiques de la mission Mars InSight de la NASA a révélé quelques surprises.

La première surprise : les 300 premiers mètres de sous-sol sous le site d’atterrissage près de l’équateur martien contiennent peu ou pas de glace.

“Descubrimos que la corteza de Marte es débil y porosa. Los sedimentos no están bien cementados. Y no hay hielo o no hay mucho hielo llenando los espacios porosos”, dijo el geofísico Vashan Wright del Instituto de Oceanografía Scripps de la Universidad de California en San Diego. . Wright et trois coauteurs ont publié leur analyse dans Lettres d’enquête géophysique.

“Ces résultats n’excluent pas qu’il puisse y avoir des grains de glace ou de petites boules de glace qui ne lient pas d’autres minéraux”, a déclaré Wright. “La question est de savoir quelle est la probabilité que la glace soit présente sous cette forme.”

La deuxième surprise contredit une idée maîtresse sur ce qui est arrivé à l’eau sur Mars. La planète rouge a peut-être accueilli des océans d’eau au début de son histoire. De nombreux experts soupçonnaient qu’une grande partie de l’eau faisait partie des minéraux qui composent le ciment souterrain.

“Si vous mettez de l’eau en contact avec des roches, un nouvel ensemble de minéraux est produit, comme l’argile, de sorte que l’eau n’est pas liquide. Cela fait partie de la structure minérale”, a déclaré le co-auteur de l’étude Michael Manga de l’Université de Californie. Berkeley. “Il y a du ciment, mais les rochers ne sont pas pleins de ciment.”

“L’eau peut également pénétrer dans des minéraux qui n’agissent pas comme du ciment. Mais le sous-sol non cimenté supprime un moyen de conserver un enregistrement de la vie ou de l’activité biologique”, a déclaré Wright. Les ciments, de par leur nature même, maintiennent les roches et les sédiments ensemble, les protégeant de l’érosion destructrice.

Le manque de sédiments cimentés suggère une pénurie d’eau dans les 300 mètres sous le site d’atterrissage d’InSight près de l’équateur. La température moyenne sous le point de congélation à l’équateur de Mars signifie que les conditions seraient suffisamment froides pour geler l’eau si elle s’y trouvait.

De nombreux scientifiques planétaires, dont Manga, soupçonnent depuis longtemps que le sous-sol martien serait rempli de glace. Ses soupçons se sont évanouis. Pourtant, de grandes plaques de glace et de glace gelée restent aux pôles martiens.

“En tant que scientifiques, nous sommes maintenant confrontés aux meilleures données, aux meilleures observations. Et nos modèles ont prédit qu’il devrait encore y avoir un sol gelé à cette latitude avec des aquifères en dessous”, a déclaré Manga, professeur et président des sciences de la Terre et des planètes à l’UC. Berkeley.

Le vaisseau spatial InSight a atterri sur Elysium Planitia, une plaine plate et lisse près de l’équateur martien, en 2018. Ses instruments comprenaient un sismomètre qui mesure les vibrations causées par la collision de tremblements de terre et de météorites.

Les scientifiques peuvent relier ces informations à une mine de connaissances sur la surface, y compris des images de reliefs martiens et des données de température. Les données de surface suggèrent que le sous-sol pourrait être constitué de roches sédimentaires et de coulées de lave. Pourtant, l’équipe a dû tenir compte des incertitudes dans les propriétés du sous-sol telles que la porosité et la teneur en minéraux.

Les ondes sismiques des tremblements de terre de Mars fournissent des indices sur la nature des matériaux qu’elles traversent. Les minéraux de cimentation possibles, tels que la calcite, l’argile, la kaolinite et le gypse, affectent les vitesses sismiques. L’équipe de Wright à Scripps Oceanography a appliqué des modèles informatiques de physique des roches pour interpréter les vitesses dérivées des données InSight.

“Nous avons exécuté nos modèles 10 000 fois chacun pour incorporer les incertitudes dans nos réponses”, a déclaré le co-auteur Richard Kilburn, un étudiant diplômé travaillant au Scripps Tectonorock Physics Laboratory dirigé par Wright. Les simulations montrant un sous-sol composé principalement de matériaux non cimentés correspondent mieux aux données.

Les scientifiques veulent sonder le sous-sol parce que si la vie existait sur Mars, c’est là qu’elle se trouverait. Il n’y a pas d’eau liquide à la surface et la vie sous la surface serait protégée des radiations. Après une mission de retour d’échantillon, une priorité de la NASA pour la prochaine décennie est le concept de mission Mars Life Explorer. L’objectif est de forer deux mètres dans la croûte martienne à des latitudes élevées pour rechercher la vie là où la glace, la roche et l’atmosphère se rencontrent.

La mission robotique internationale proposée Mars Ice Mapper est déjà envisagée pour aider la NASA à identifier des cibles scientifiques potentielles pour les premières missions humaines sur Mars. Scripps Oceanography aide à préparer les jeunes scientifiques à contribuer à de telles missions.

“Toute ma vie en grandissant, j’ai entendu dire que la Terre pourrait devenir inhabitable”, a déclaré le co-auteur de l’étude, Jhardel Dasent, un autre étudiant diplômé du laboratoire dirigé par Wright. “Je suis maintenant à l’âge où je peux contribuer à produire la connaissance d’une autre planète qui peut nous y emmener.”

Cette recherche a été financée par la National Science Foundation, la NASA et le programme CIFAR Earth 4D.


L’analyse des vibrations induites par le vent sur Mars met en lumière les propriétés du sous-sol de la planète


Plus d’informations:
Vashan Wright et al, Une croûte de surface minimalement cimentée sous la perspicacité, Lettres d’enquête géophysique (2022). DOI : 10.1029/2022GL099250

Fourni par l’Université de Californie – San Diego

Citation: Subsurface Water on Mars Defies Expectations: Physics Connects Seismic Data to Rock and Sediment Properties (11 août 2022) Extrait le 11 août 2022 de https://phys.org/news/ 2022-08-subsurface-mars-defy-physics -sismique.html

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