À grande échelle, la structure interne de Mars apparaît assez semblable à celle de la Terre. Mais qu’en est-il dans le détail ? La mission InSight sur Mars nous apporte des précisions sur la nature de la croûte martienne et nous montre à quel point elle est différente de la croûte terrestre.
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Comme la Terre, Mars possède différentes enveloppes géologiques : un noyau, un manteaumanteau et une croûte. Alors que nous devons notre connaissance de la structure interne de la Terre à l’étude des ondes sismiques générées par les grands séismesséismes, la structure interne de Mars reste encore mal connue, tout simplement parce que nous ne disposons pas de ce type de données pour la Planète rouge.
De nombreuses questions restent ainsi en suspens : quelle taille fait le noyau martien ? De quoi est-il fait ? Est-il entièrement solide ou a-t-il une partie externe liquide, comme la Terre ? Quelle est la composition du manteau et est-il animé par des mouvements de convection ?
Sonder la croûte martienne grâce aux séismes
Concernant la croûte, les nouveaux résultats apportés par la mission martiennemission martienne InSight permettent de mieux la définir. Le but de cette mission est d'étudier la structure interne de Mars grâce à des mesures sismiques et des mesures du flux de chaleurchaleur. Le module est en effet équipé d'un sismomètresismomètre qui enregistre l'activité sismique de la planète. Les mesures réalisées par InSight ont montré que les séismes martiens étaient d'une intensité relativement faible, bien qu'ils soient plus fréquents que ce que supposaient les scientifiques. Les mécanismes générant ces séismes sont encore mal compris. Ils pourraient notamment être générés par des éboulementséboulements de falaises ou des glissements de terrain à la surface de Mars. Quoi qu'il en soit, l'analyse des ondes sismiquesondes sismiques a permis d'affiner nos connaissances de la croûte martienne et de les comparer aux caractéristiques de la croûte terrestrecroûte terrestre.
Croûtes continentale et océanique : des différences majeures
Il faut d'abord rappeler que la croûte terrestre est définie en deux sous-ensembles :
- la croûte continentalecroûte continentale, épaisse de 30 kilomètres en moyenne (jusqu'à 70 kilomètres sous les montagnes et les régions cratoniques), de composition majoritairement felsique (granitique) ;
- la croûte océaniquecroûte océanique, beaucoup plus fine (environ 7 kilomètres), de composition mafique (gabbrosgabbros et basaltesbasaltes).
Ces deux types de croûte ont donc une composition et une origine très différentes. Alors que la croûte océanique est créée en continue au niveau des dorsales médio-océaniques par fusion partiellefusion partielle de l'asthénosphèreasthénosphère, la croûte continentale a été formée très tôt dans l’histoire de la Terre. La croissance continentale est quasiment nulle actuellement. Les mécanismes de formation de la première croûte continentale sont encore débattus.
Les caractéristiques de la croûte martienne
Les données rapportées par InSight montrent que la croûte martienne ferait quant à elle entre 20 et 72 kilomètres d'épaisseur, ce qui est assez similaire à la croûte continentale terrestre. Cependant, sa composition majoritairement basaltiquebasaltique est plus proche de celle de la croûte océanique. Difficile donc de classifier la croûte martienne à l'image de la croûte terrestre. Au niveau chimique, elle est composée majoritairement d'oxygèneoxygène, de siliciumsilicium, de magnésiummagnésium, d'aluminiumaluminium, mais également de ferfer, ce qui lui donne cette couleur rouge caractéristique. La croûte de Mars contient ainsi deux fois plus de fer que la croûte terrestre. Malgré la prédominance des basaltes, certaines observations montrent la présence de minérauxminéraux typiques des roches felsiques, de type continental, comme les feldspathsfeldspaths. Ceci pourrait indiquer la formation d’une croûte continentale sur la Mars primitive. De plus amples recherches sont cependant nécessaires pour déterminer comment de telles roches ont pu se former à la surface de la planète.
Quelques similitudes mais beaucoup de différences
On peut trouver certaines similarités au niveau de l'architecture de la croûte. Comme la croûte continentale de la Terre, la croûte martienne serait ainsi divisée en deux ou trois niveaux. Mais les caractéristiques minéralogiques et rhéologiques de ces différents niveaux sont encore inconnues. On sait seulement que la partie superficielle de la croûte martienne se compose de matériaux pulvérisés par les impacts météoritiques qui ont frappé la planète pendant plusieurs milliards d'années. Il s'agit du régolitherégolithe. En dessous, se trouverait une couche altérée d'une dizaine de kilomètres, puis une croûte profonde.
Une autre différence fondamentale entre les deux planètes est que la croûte martienne apparaît totalement immobile, alors que l'une des particularités de la croûte terrestre est d'être animée d'un mouvement perpétuel, en lien avec la tectonique des plaquestectonique des plaques. La croûte martienne ne semble pas être, ou avoir été, divisée en différentes plaques, bien que l'on puisse observer une différence majeure entre les deux hémisphères : la croûte de l'hémisphère sudhémisphère sud est beaucoup plus épaisse que la croûte de l'hémisphère nordhémisphère nord. On parle de dichotomie martienne. Cette observation laisse supposer des processus de formation différents, qui sont cependant encore très mal compris.
Si quelques similarités existent entre les croûtes terrestre et martienne, les récentes observations effectuées sur Mars témoignent de mécanismes de formation plutôt différents.
