TECHNOLOGIE
Ce que nous apprend le plus grand séisme détecté sur Mars
Quatre nouveaux articles portés par des sismologues de l’Institut de physique du globe de Paris et d’Université Paris Cité, en collaboration avec des équipes de plusieurs laboratoires français et étrangers, détaillent ces résultats dans l’édition spéciale du journal « Geophysical Research Letter » de l’Association Américaine de Geophysique (AGU).
Six mois après l’arrêt de la mission InSight, les équipes scientifiques continuent d’analyser les différents types de données enregistrées par l’atterrisseur et son sismomètre SEIS durant leurs quatre années d’activités à la surface de Mars. Grâce, notamment, aux données du plus gros séisme martien, de magnitude 4.7 et détecté le 4 mai 2022, plusieurs études affinent notre connaissance de la structure interne de Mars Trois de ces articles confirment la complexité de la croûte martienne. Les ondes de surface générées par le séisme 1222 ont mis en évidence une forte anisotropie, qui permet aux ondes ayant des mouvements de cisaillement horizontaux de se propager plus vite que celles ayant du cisaillement vertical. L’étude, menée par Zongbo Xu et collaborateurs, montre que cette anisotropie provient a priori d’un empilement de couches dans la croute martienne, certaines pouvant correspondre à des coulées de lave et les autres associées à des dépôts de plus faibles vitesses sismiques.
L’étude dirigée par Jing Shi et collaborateurs a, de son coté, mis en évidence la présence d’une couche de très faible vitesse sismique dans le premier kilomètre juste sous la station InSight, a priori liée à des matériaux très poreux et altérés. Enfin, Sabrina Ménina, Ludovic Margerin (IRAP) et Taichi Kawamura et leurs collaborateurs montrent que la diffraction des ondes sismiques sur Mars, qui a rendu parfois l’analyse des signaux sismiques très complexes, a lieu dans les 20 premiers kilomètres de la croûte. Cette complexité de la croûte, une sorte de millefeuilles craquelé, confirme aussi la complexité de l’histoire géologique de la planète!
Dans la quatrième publication, Philippe Lognonné, Martin Schimmel (Laboratoire de géoscience de Barcelone, Espagne), Eléonore Stutzmann et collaborateurs, ont identifié et utilisé les vibrations de la planète suite le séisme 1222. Les planètes (et mêmes les étoiles), peuvent en effet vibrer comme des instruments de musique et sont ainsi caractérisés par des modes propres. Chaque mode propre a une géométrie particulière et génère une vibration avec une fréquence pure, comme peuvent le faire les différentes cordes d’un piano.
Les premières notes de Mars identifiées ont des fréquences débutant vers 3 millièmes de Hz, un son 10 000 fois plus grave que le do le plus grave d’un piano. Elles sont, sur Mars comme sur Terre, inaudibles mais peuvent être détectées par des sismomètres, devenant, pour les sismologues, de précieuses données permettant de remonter plus finement aux caractéristiques de la structure profonde de la planète. Enfin, une cinquième étude, également publiée récemment, apporte de nouveaux éléments sur la composition du sable martien.Cette étude a été faite sur Mars par l’équipe SEIS lors de l’enfouissage du câble du sismomètre. En effet, pour réduire au maximum les perturbations extérieures, le câble reliant SEIS à l’atterrisseur avait été enfui sous quelques cm de sables grâce à la pelle du lander.
En analysant les image prises lors de cette opération, Nicolas Verdier (CNES), Véronique Ansan (LPG) et leurs collègues ont observé que certains grains étaient transportés jusqu’à 2 mètres sous le vent, même s’ils tombaient de la pelle située à 50 centimètres au-dessus du sol, alors que d’autres tombaient bien plus près. Cette expérience de terrain, publiée dans le « Journal of Geophysical Research » leur a permis de déterminer la distribution des tailles des grains de sable Martiens.
Avec déjà plus de cents articles scientifiques publiés, la moisson scientifique d’InSight et de SEIS ratisse donc large, du noyau de la planète, à plus de 1600 km de profondeur jusqu’au dépôt éolien sur lequel SEIS a été déployé.
