nouveau!visage! - Géosciences Environnement Toulouse

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Le!grand!basculement!:!Mars!s’offre!un!nouveau!visage!
Embargo!jusqu’au!2!mars!2016!18h!GMT!
Le nouveau visage de Mars primitif
Comme%la%revue%!"#$%&%l’annonce%dans%son%numéro%du%17%mars%(online%le%2%mars),%la%planète%Mars%a%basculé%de%20%
à%25%degrés%voici%3%à%3,5%milliards%d’années.%Et%c’est%un%vaste%édifice%volcanique,%le%plus%grand%du%Système%solaire,%
qui%en%est%la%cause.%Par%sa%masse%hors%du%commun,%le%dôme%volcanique%de%Tharsis%a%entraîné%la%rotation%de%la%croûte%
et% du% manteau% de% Mars% par% rapport% à%son% noyau.% L’article% qui% décrit% les% preuves% de% ce% grand% basculement%
renouvelle% de% façon% profonde% les% liens% entre% dynamique% interne,% champ% magnétique,% activité% volcanique,%
tectonique% et% évolution% climatique.% Il% donne% un% nouveau% visage% à% la% planète% Mars% durant% le% premier% milliard%
d’années%de%son%histoire,%à%un%moment%où%la%vie%aurait%pu%apparaitre.%
L’existence%de%ce%grand%basculement%offre%une%unique%réponse%à%trois%mystères.%On%comprend%enfin%pourquoi%les%
rivières% se% sont% formées% à% l’endroit% où% on% les% observe% aujourd’hui,% pourquoi% certains% réservoirs% souterrains% de%
glaces%d’eau,%qualifiées%jusqu’ici%d’anomalie,%se%situent%loin%des%pôles%de%Mars,%et%pourquoi%le%dôme%de%Tharsis%est%
aujourd’hui%centré%sur%l’équateur.%Le%grand%basculement%entraîne%aussi%des%conséquences%:%contrairement%à%ce%qui%
était%admis,%rivières%et%volcans%actifs%ont%coexisté%sur%une%longue%période%jusqu’à%V3.5%milliards%d’années%dans%une%
atmosphère% froide% mais% plus% dense% que% celle% d’aujourd’hui.% Telles% sont% les% conclusions% d’une% équipe% de%
planétologues%français%et%américain%menée%par%Sylvain%Bouley%(GEOPS/Université%Paris%Sud/CNRS%;%GET/Université%
de%Toulouse%&%Institut%de%Recherche%pour%le%Développement;%LPL/University%of%Arizona%;%LMD/UMPC).%
%
Ce% grand% basculement% de% la% planète% Mars% est% mis% en% évidence% par% le% travail% conjoint% de% géomorphologues,%
géophysiciens%et%climatologues.%Ce%n’est%pas%l’axe%de%rotation%de%Mars%qui%a%bougé%(phénomène%que%l’on%appelle%
variation%de%l’obliquité)%mais%les%parties%externes%(manteau,%croûte)%qui%ont%tourné%par%rapport%au%noyau%interne.%
C’est% comme% si% Paris% se% retrouvait% au% Pôle% Nord%ou% que% l’on% faisait% tourner% la% chair% d’un% abricot% autour% de% son%
noyau%!%L’origine%de%ce%basculement%?%Le%gigantesque%dôme%volcanique%de%Tharsis.%Sa%formation%a%débuté%durant%la%
période% Noachienne% (soit% il% y% a% plus% de% %3.7% milliards% d’années).% A% l’époque,% ce% volcanisme%était% localisé% dans%
l’hémisphère% nord%à% environ% 20°%de% latitude.% L’activité% volcanique% de% Tharsis% s’est% poursuivie% pendant% toute% la%
période%Hespérienne%(3.7%à%3.2%milliards%d’années)%jusqu’à%devenir%un%plateau%de%plus%de%5000%km%de%diamètre%et%
de%12%km%d’épaisseur%en%moyenne.%La%masse%de%ce%plateau%volcanique%titanesque,%d’environ%1%milliard%de%milliards%
de%tonnes,%soit%1/70ème%de%la%Lune,%est%telle%qu’elle%a%fait%pivoter%la% croûte% et%la% manteau%de%Mars.% Le%dôme% de%
Tharsis%s’est%alors%retrouvé%sur%l’équateur,%ce%qui%correspond%à%une%nouvelle%position%d’équilibre.%

Avant%ce%basculement,%les%pôles%de%Mars%étaient%donc%différents.%Cette%différente%orientation%a%été%démontrée%à%la%
fois% par% des% observations% de% surface% et% un%modèle%géophysique.%En% 2010,% Isamu% Matsuyama% (LPL/University% of%
Arizona)%démontre%de%son%coté%que,%si%on%retire%le%dôme%de%Tharsis%de%la%planète,%celleVci%s’oriente%différemment%
par%rapport%à%son%axe.%Dans%cette%nouvelle%étude,%Sylvain%Bouley%(Université%ParisVSud/GEOPS)%et%David%Baratoux%
(Université%de%Toulouse/IRD/IFAN)%montrent%pour%la%première%fois%que%les%rivières%étaient%réparties%sur%une%bande%
tropicale%sud%d’une%planète%Mars%tournant%autour%de%pôles%décalés%d’une%vingtaine%de%degrés%par%rapport%aux%pôles%
actuels.%Ces% pôles% sont% cohérents% avec% ceux% calculés% de% manière% indépendante% par% Isamu% Matsuyama.% Cette%
corrélation% remarquable% est% confortée% par% des% observations%d’autres% équipes% scientifiques% qui% avaient% déjà%
observée%dans%la%région%de%ces%anciens%pôles%des%traces%de%fonte%et%de%retrait%de%glacier%et%des%preuves%de%glace%
souterraine.%Un%tel%basculement%n’est%pas%anodin%sur%la%physionomie%de%la%planète.%En%effet,%la%forme%de%Mars%avant%
le%basculement%était%différente%de%celle%d’aujourd’hui.%Le%géoïde%et%la%topographie%de%Mars%dans%cette%configuration%
ont%été%recalculés%par%Isamu%Matsuyama%afin%d’examiner%les%conséquences%de%ce%nouveau%visage%de%Mars%primitif.%%
%
Cette% étude% modifie% profondément%le% scénario% généralement% accepté% qui% avance%que% le% dôme% de% Tharsis% s’est%
majoritairement% formé% avant% V3.7% milliards% d’années% et%préexisterait% aux% rivières% puisque% c’est% lui% qui% leur%
imprimerait% leur% sens% d’écoulement.% En% utilisant% la% topographie% avant% le% basculement,% Sylvain% Bouley,% Antoine%
Séjourné%et%François%Costard%(Université%ParisVSud/GEOPS)%%ont%démontré%que%malgré%un%relief%différent,%avec%ou%
sans%Tharsis,%les%rivières%coulent% majoritairement%dans%les%deux%cas%des%hauts%terrains%cratérisés%de%l’hémisphère%
sud%aux%plaines%basses%de%l’hémisphère%nord.%Cette%observation%permet%alors%de%montrer%que%les%rivières%peuvent%
tout%à%fait%être%contemporaine%à%la%formation%du%dôme%de%Tharsis.%
%
Le%géoïde%et%la%topographie%de%Mars%avant%le%basculement%permettent%également%d’étudier%le%climat%primitif%de%la%
planète.%En%utilisant%les%modèles%climatiques%du%Laboratoire%de%Météorologie%Dynamique,%François%Forget%et%Martin%
Turbet%(LMD/UMPC)%mettent%en%évidence,%en%présence%d’un%climat%froid%et%d’une%atmosphère%plus%dense%que%celle%
d’aujourd’hui,%une%accumulation%de%glaces%autour%de%V25°%Sud,%dans%les%régions%qui%correspondent%aux%sources%des%
vallées%de%rivières%aujourd’hui%asséchées.%
%
Cette%étude%bouleverse%notre%représentation%de%la%surface%de%Mars%telle%qu’elle%a%du%être%il%y%a%4%milliards%d’années,%
et%modifie%aussi%profondément%la%chronologie%des%évènements.%%Selon%ce%nouveau%scénario,%la%période%de%stabilité%
de%l’eau%liquide%permettant%la%formation%des%vallées%fluviale%est%contemporaine,%et%sans%doute%une%conséquence,%de%
l’activité% volcanique%du%dôme%de%Tharsis.%Le%grand%basculement%que%Tharsis%a%déclenché%a%eu%lieu%après%la%fin%de%
l’activité%fluviale%(V3.5%milliards%d’années)%et%a%ainsi%donné%à%Mars%le%visage%qu’on%lui%connaît%aujourd’hui.%Désormais,%
quand%on%s’intéressera%à%l’époque%primitive%de%Mars,%il%faudra%apprendre%à%penser%avec%cette%nouvelle%géographie.%
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