Les scientifiques ont découvert que Mars a une structure intérieure similaire à celle de la Terre. Les résultats de la mission Insight de la NASA suggèrent que la planète rouge a un noyau intérieur solide entouré d'un noyau extérieur liquide, résolvant potentiellement un mystère de longue date.
Les résultats, qui sont publiés dans NatureAyez des implications importantes pour notre compréhension de l'évolution de Mars. Il y a des milliards d'années, la planète a peut-être eu une atmosphère plus épaisse qui a permis à l'eau liquide de s'écouler à la surface.
Cette atmosphère plus épaisse peut avoir été maintenue en place par un champ magnétique protecteur, comme la seule Terre. Cependant, Mars n'a pas un tel domaine aujourd'hui. Les scientifiques se sont demandé si la perte de ce champ magnétique a conduit la planète rouge à perdre son atmosphère dans l'espace au fil du temps et à devenir le désert froid et sec qu'il est aujourd'hui.
Une propriété clé de la Terre est que son noyau a un centre solide et un noyau extérieur liquide. La convection dans la couche liquide crée une dynamo, produisant le champ magnétique. Le champ dévie les particules chargées éjectées par le soleil, les empêchant de dépouiller l'atmosphère de la Terre au fil du temps et conduisant aux conditions habitables que nous connaissons et apprécions.
De la magnétisation résiduelle dans la croûte, nous pensons que Mars avait une fois un champ magnétique, peut-être à partir d'une structure centrale similaire à celle de la Terre. Cependant, les scientifiques pensent que le noyau a dû se refroidir et a cessé de bouger à un moment donné de son histoire.
À la surface de Mars, il y a énormément de preuves que l'eau liquide a coulé une fois, suggérant des conditions plus accueillantes dans le passé. Les preuves se présentent sous de nombreuses formes, y compris des lits de lac sec avec des minéraux qui se sont formés sous l'eau, ou les réseaux de vallée dramatiques sculptés par des rivières et des ruisseaux. Cependant, l'atmosphère martienne est mince aujourd'hui et la quantité nécessaire d'eau est introuvable.
Les équipes travaillant avec les sismomètres sur la perspicacité de la NASA, Mars Lander, ont d'abord identifié le noyau martien et ont déterminé qu'il était en fait encore liquide. Maintenant, les nouveaux résultats de Huixing BI, à l'Université des sciences et de la technologie de Chine à Hefei et ses collègues, montrent qu'il peut également y avoir une couche solide à l'intérieur du noyau liquide.
La nature de la structure intérieure de Mars a été un mystère intrigant. Était-ce jamais comme la Terre, avec une couche liquide dynamique autour d'un centre solide? Ou la taille plus petite de Mars a-t-elle empêché une telle formation? Quelle est la taille d'une planète pour obtenir la protection d'un champ magnétique, comme la Terre, et soutenir un climat habitable?
Pour comprendre ce qui s'est passé, comment Mars a évolué, nous devons comprendre Mars aujourd'hui. Ces questions sur l'atmosphère, l'eau et le noyau de Mars ont motivé plusieurs missions Mars de haut niveau. Alors que les Rovers, l'esprit, l'opportunité, la curiosité et la persévérance de la NASA ont étudié la minéralogie de surface, l'orbiteur de gaz d'Europe de l'Agence spatiale européenne étudie le cycle de l'eau, le spatial Maven de la NASA étudie la perte atmosphérique dans l'espace et le Landder de la NASA de la NASA a été conçu pour étudier l'activité sésmique.
En 2021, Simon Stähler, de Eth Zurich en Suisse, et ses collègues, ont publié un journal fondateur de la mission Insight. Dans ce document, ils ont présenté une analyse de la façon dont les ondes sismiques passent à travers Mars de Mars Quakes à proximité de la perspicacité, à travers le manteau, à travers le noyau, puis en réfléchissant de l'autre côté de la planète et en atteignant la perspicacité.
Ils ont détecté des preuves du noyau pour la première fois et ont pu limiter sa taille et sa densité. Ils ont modélisé un noyau avec une seule couche liquide qui était à la fois plus grande et moins dense que prévu et sans noyau interne solide. La taille était énorme, environ la moitié du rayon de Mars de 1 800 km, et la faible densité impliquait qu'elle était pleine d'éléments plus légers. Les éléments légers, tels que le carbone, le soufre et l'hydrogène, modifient la température de fusion du noyau et affectent la façon dont il pourrait cristalliser avec le temps, ce qui le rend plus susceptible de rester liquide.
Le noyau intérieur solide (rayon de 610 km) trouvé par Huixing BI et ses collègues est extrêmement significatif. La présence même d'un noyau intérieur solide montre que la cristallisation et la solidification se produisent lorsque la planète se refroidit au fil du temps.
La structure centrale ressemble plus à la Terre et donc plus susceptible d'avoir produit une dynamo à un moment donné. Sur Terre, il est que les changements thermiques (chaleur) entre le noyau intérieur solide, la couche liquide et le manteau qui entraînent une convection dans la couche liquide et créent la dynamo qui conduit à un champ magnétique. Ce résultat rend plus probable qu'une dynamo sur Mars était possible dans le passé.
Avec Simon Stähler et des co-auteurs signalant un noyau entièrement liquide et Huixing BI et ses collègues signalant un noyau interne solide, il peut sembler qu'il y aura une certaine controverse. Mais ce n'est pas le cas. Il s'agit d'un excellent exemple de progrès dans la collecte et l'analyse des données scientifiques.
Modèles concurrents de Mars
Insight a atterri en novembre 2018 et son dernier contact avec la Terre a eu lieu en décembre 2022. Avec la publication de Stähler en 2021, il y a de nouvelles données de Insight à regarder. Le modèle de Stähler a été révisé en 2023 par Henri Samuel, de l'Université Paris Cité et des collègues. Une taille et une densité de noyau révisées ont aidé à concilier les résultats de l'information avec d'autres éléments de preuve.
Dans le papier de Stähler, un noyau intérieur solide n'est spécifiquement pas exclu. Les auteurs déclarent que la force du signal des données analysées n'était pas suffisamment forte pour être utilisée pour identifier les ondes sismiques traversant une frontière centrale intérieure. Il s'agissait d'une excellente première mesure du noyau de Mars, mais elle a laissé la question des couches et de la structure supplémentaires ouvertes.
Pour la dernière étude dans la nature, les scientifiques ont obtenu leur résultat grâce à une sélection minutieuse de types d'événements sismiques spécifiques, à une certaine distance de la perspicacité. Ils utilisent également de nouvelles techniques d'analyse des données pour retirer un signal faible du bruit de l'instrument.
Ce résultat est sûr d'avoir un impact au sein de la communauté, et il sera très intéressant de voir si des réanalyses supplémentaires de la prise en charge des données Insight ou rejeter leur modèle. Une discussion approfondie du contexte géologique plus large et si le modèle correspond à d'autres données disponibles qui limitent la taille du noyau et l'ajustement de la densité suivra également.
Comprendre la structure intérieure des planètes dans notre système solaire est essentiel pour développer des idées sur la façon dont ils se forment, grandissent et évoluent. Avant les informations, les modèles de Mars qui étaient similaires à la Terre ont été étudiés, mais n'étaient certainement pas favorisés.
