Les résultats récents de la mission InSight révèlent que Mars subit chaque année 280 à 360 impacts de météorites significatifs, ce qui dépasse de loin les estimations précédentes basées sur l'imagerie satellite. Cette approche sismique offre une nouvelle façon de dater les surfaces martiennes et planétaires. Crédit : NASA/JPL – Caltech
Les signaux sismiques indiquent Mars est touché chaque année par environ 300 météorites de la taille d’un ballon de basket, fournissant ainsi un nouvel outil pour dater les surfaces planétaires.
Les scientifiques impliqués dans NASALa mission InSight a révélé que Mars est soumise à des impacts de météorites bien plus nombreux qu'on ne le pensait, avec des taux annuels allant de 280 à 360 impacts significatifs. Cette nouvelle compréhension découle des données sismiques capturées par le sismomètre d'InSight, qui suggèrent une méthode plus efficace pour dater les surfaces planétaires à travers le système solaire.
La nouvelle recherche, menée par des scientifiques de collège impérial de Londres et l'ETH Zurich, dans le cadre de la mission InSight de la NASA, ont mis en lumière la fréquence des « tremblements de terre » provoqués par les impacts de météorites sur Mars.
Les chercheurs ont découvert que Mars subit chaque année environ 280 à 360 impacts de météorites qui produisent des cratères de plus de huit mètres de diamètre et secouent la surface de la planète rouge.
La fréquence de ces tremblements de terre, détectés par le « sismomètre » d'InSight – un instrument capable de mesurer les moindres mouvements du sol – dépasse les estimations précédentes basées sur des images satellites de la surface de Mars.
Ces cratères ont été formés par un impact météoroïde sur Mars le 5 septembre 2021, le premier détecté par InSight de la NASA. Prise par Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, cette image aux couleurs améliorées met en évidence la poussière et le sol perturbés par l'impact en bleu afin de rendre les détails plus visibles à l'œil humain. Crédits : NASA/JPL-Caltech/Université de l'Arizona
Données sismiques et datation planétaire
Les chercheurs affirment que ces données sismiques pourraient constituer un moyen meilleur et plus direct de mesurer les taux d’impact de météorites et pourraient aider les scientifiques à dater plus précisément les surfaces planétaires du système solaire.
La co-première auteure de l'étude, le Dr Natalia Wojcicka, associée de recherche au Département des sciences et de l'ingénierie de la Terre de l'Imperial College de Londres, a déclaré : « En utilisant des données sismiques pour mieux comprendre à quelle fréquence les météorites frappent Mars et comment ces impacts modifient sa surface, nous pouvons commencer à reconstituer la surface de Mars. ensemble une chronologie de l'histoire géologique et de l'évolution de la planète rouge.
« On pourrait le considérer comme une sorte d’« horloge cosmique » qui nous aiderait à dater les surfaces martiennes et peut-être, plus tard, d’autres planètes du système solaire. »
L'étude est publiée aujourd'hui (28 juin) dans la revue Astronomie naturelle.
Collage montrant trois impacts de météorites détectés pour la première fois par le sismomètre de l'atterrisseur InSight de la NASA, puis capturés par la sonde Mars Reconnaissance Orbiter de l'agence à l'aide de sa caméra HiRISE. Crédit : NASA/JPL-Caltech/Université d'Arizona
Les cratères d'impact comme horloges cosmiques
Pendant des années, les scientifiques ont utilisé le nombre de cratères sur Mars et sur les surfaces d'autres planètes comme « horloges cosmiques » pour estimer l'âge des planètes – les surfaces les plus anciennes des planètes étant parsemées de plus de cratères que les plus jeunes.
Pour calculer l'âge planétaire de cette manière, les scientifiques ont traditionnellement utilisé des modèles basés sur les cratères de la Lune pour prédire le taux d'impacts de météorites de différentes tailles au fil du temps. Pour appliquer ces modèles à Mars, ils doivent être ajustés en fonction de la manière dont l'atmosphère pourrait empêcher les plus petits impacteurs de frapper la surface et de la taille et de la position différentes de Mars dans le système solaire.
Pour les petits cratères de moins de 60 mètres de large, les scientifiques de Mars ont également pu observer la fréquence à laquelle de nouveaux cratères se forment à l’aide d’images satellite – mais le nombre de cratères ainsi découverts est bien inférieur aux attentes.
Vue d'artiste de l'atterrisseur InSight opérant à la surface de Mars. InSight, abréviation de Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport, est un atterrisseur conçu pour donner à Mars sa première vérification approfondie depuis sa formation il y a 4,5 milliards d'années. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Informations tirées du sismomètre d'InSight
Cette nouvelle étude, qui fait partie de la mission InSight visant à comprendre l'activité sismique et la structure interne de Mars, a permis aux chercheurs d'identifier un modèle de signaux sismiques jusqu'alors inconnu, comme ceux produits par des impacts de météorites. Ces signaux se distinguent par leur proportion inhabituellement plus élevée d'ondes à haute fréquence par rapport aux signaux sismiques classiques, ainsi que par d'autres caractéristiques, et sont connus sous le nom de séismes martiens « à très haute fréquence ».
Les chercheurs ont constaté que le taux d'impacts de météorites était plus élevé que prévu en examinant les cratères fraîchement formés capturés par des images satellites et en accord avec les données extrapolées des cratères à la surface de la Lune.
Cela a mis en évidence les limites des modèles et estimations précédents, ainsi que la nécessité de disposer de meilleurs modèles pour comprendre la formation des cratères et les impacts des météorites sur Mars.
Le pouvoir des données sismiques dans la science planétaire
Pour résoudre ce problème, l'équipe de scientifiques a utilisé l'atterrisseur InSight de la NASA et son sismomètre extrêmement sensible, SEIS, pour enregistrer les événements sismiques éventuellement causés par des impacts de météorites.
SEIS a détecté des signatures sismiques caractéristiques de ces tremblements de terre à très haute fréquence, que les chercheurs ont jugées indicatives d'impacts de météoroïdes et différentes des autres activités sismiques.
Grâce à cette nouvelle méthode de détection des impacts, les chercheurs ont découvert beaucoup plus d’événements d’impact que ce que prévoyait l’imagerie satellite, en particulier pour les petits impacts qui produisent des cratères de seulement quelques mètres de diamètre.
Le professeur Gareth Collins, co-auteur de l'étude et membre du département des sciences de la Terre et de l'ingénierie de l'Imperial College de Londres, a déclaré : « L'instrument SEIS s'est avéré incroyablement efficace pour détecter les impacts. Il semble plus efficace d'écouter les impacts que de les rechercher si nous voulons comprendre à quelle fréquence ils se produisent. »
Améliorer notre compréhension du système solaire
Les chercheurs pensent que le déploiement de sismomètres plus petits et plus abordables sur les futurs atterrisseurs pourrait améliorer notre compréhension des taux d'impact et de la structure interne de Mars. Ces instruments aideraient les chercheurs à détecter davantage de signaux sismiques, fournissant ainsi un ensemble de données plus complet pour comprendre les impacts de météorites sur Mars et d'autres planètes, ainsi que leurs structures internes.
Le Dr Wojcicka a déclaré : « Pour comprendre la structure interne des planètes, nous utilisons la sismologie. En effet, à mesure que les ondes sismiques traversent ou se reflètent sur les matériaux de la croûte, du manteau et du noyau des planètes, elles changent. En étudiant ces changements, les sismologues peuvent déterminer de quoi sont constituées ces couches et quelle est leur profondeur.
« Sur Terre, il est plus facile de comprendre la structure interne de notre planète en observant les données des sismomètres placés tout autour du globe. Cependant, sur Mars, il n'y en a eu qu'un seul : SEIS. Pour mieux comprendre la structure interne de Mars, nous avons besoin de davantage de sismomètres répartis sur toute la planète. »
Ainsi que les nouvelles recherches publiées dans Astronomie naturellel'équipe est également impliquée dans une autre étude publiée dans Progrès scientifiques Aujourd'hui, les chercheurs ont utilisé des images et des signaux atmosphériques enregistrés par InSight pour estimer la fréquence des impacts sur Mars. Malgré l'utilisation de méthodes différentes, les deux études sont parvenues à des conclusions similaires, renforçant ainsi les résultats globaux.
