Les « hautes terres » de l’hémisphère sud de la planète Mars sont considérées comme des terrains homogènes dont l’origine remonte à plus de quatre milliards d’années. Une équipe de planétologues français et américains menée par Sylvain Bouley, enseignant-chercheur au Laboratoire de géosciences Paris-Saclay, impliquant des chercheurs de l’Université de Toulouse, de l’Observatoire de Paris, de l’Université de Nantes, de l'IRD, du MNHN, de l’Université d’Arizona et de l’Institut de technologie de Californie (Caltech), vient de mettre en évidence un morceau de croûte singulier à l’intérieur de ces "hautes terres".

Ce bloc crustal s’étend sur une région vaste, équivalent à une fois et demi l’Europe. Ses propriétés géophysiques et géochimiques évoquent celle de la croûte continentale terrestre et suggèrent la possibilité d’un continent caché sous la surface de Mars. Ces travaux sont publiés le 6 janvier 2020 dans la revue Nature Géoscience.

L’équipe de géomorphologues, géophysiciens et géochimistes a appliqué une technique permettant de découvrir pour la première fois la structure de la croûte de Mars avant la formation des principaux bassins d’impact (Hellas, Argyre, Isidis et Utopia) et provinces volcaniques (Tharsis et Elysium). Les données sont issues principalement de cartes topographiques et d’épaissseur crustale de Mars réalisées à partir des mesures du champ de gravité de ladite planète.

Figure 1 – a. Épaisseur crustale actuelle de la planète Mars – b. Épaisseur crustale de la planète Mars sans les bassins d’impacts et édifices volcaniques – c. Anomalies magnétiques – d. Concentration en Thorium – e. Concentration en Potassium.

© Sylvain Bouley et al. Nature Geoscience

En enlevant l’effet des bassins d’impact et des édifices volcaniques sur la croûte, la carte d’épaisseur crustale révèle un bloc aux propriétés singulières dans la zone de Terra Cimmeria-Sirenum (Fig. 1b). L’épaisseur de croûte dans cette région dépasse la cinquantaine de kilomètres et on y trouve les plus fortes anomalies magnétiques (Fig. 1c) et des anomalies géochimiques (Fig. 1d et e).

Sur Terre, de telles anomalies magnétiques sont observées au niveau des cratons continentaux, zone d’accrétion de microcontinents. Terra Cimmeria-Sirenum est également la seule zone de l’hémisphère sud où on observe en surface un enrichissement en potassium (K) et thorium (Th). Tout ceci suggère la présence d’une croûte continentale et celle de roches similaires à celles observées par la mission Curiosity dans le cratère Gale situé au bord nord du bloc crustal décrit dans cette publication.

L’existence même de ce bloc crustal remet donc en cause les deux familles d’hypothèses concernant l’origine des hautes terres au sud et des plaines plus basses de l’hémisphère nord, couramment appelée dichotomie martienne. Elle indique en effet que ces terrains n’ont pas une origine unique et relance le débat sur les mécanismes de croissance crustale et d’une possible tectonique lors des 500 premiers millions d’années de l’histoire de Mars.

Référence Sylvain Bouley, James Tuttle Keane, David Baratoux, Benoit Langlais, Isamu Matsuyama, Francois Costard, Roger Hewins, Valerie Payré, Violaine Sautter, Antoine Séjourné, Olivier Vanderhaeghe, Brigitte ZandaA thick crustal block revealed by reconstructions of early Mars highlandsNature Géoscience, 6 janvier 2020.

Contact : david.baratoux@ird.fr 

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