InSight a pris ce selfie poussiéreux début 2019 après avoir déployé son sismomètre. Maintenant, beaucoup plus de poussière s’est déposée sur vos panneaux solaires. Crédit: NASA / JPL-Caltech

Les scientifiques ont scruté le cœur de Mars pour la première fois. Le vaisseau spatial InSight de la NASA, situé sur la surface martienne dans le but de voir l’intérieur de la planète, a révélé la taille du noyau de Mars en écoutant l’énergie sismique qui résonne à l’intérieur de la planète.

La mesure suggère que le rayon du noyau martien est de 1 810 à 1 860 kilomètres, soit environ la moitié de celui de la Terre. C’est plus grand que certaines estimations précédentes, ce qui signifie que le noyau est moins dense que prévu. La découverte suggère que le noyau doit contenir des éléments plus légers, tels que l’oxygène, en plus du fer et du soufre qui constituent une grande partie de sa composition. Les scientifiques d’InSight ont rapporté leurs mesures dans diverses présentations cette semaine lors de la conférence virtuelle sur la science lunaire et planétaire, basée à Houston, au Texas.

Les planètes rocheuses comme la Terre et Mars sont divisées en couches fondamentales de croûte, manteau et noyau. Connaître la taille de chacune de ces couches est crucial pour comprendre comment la planète s’est formée et a évolué. Les mesures InSight aideront les scientifiques à déterminer comment le noyau dense et riche en métaux de Mars s’est séparé du manteau rocheux sus-jacent lorsque la planète s’est refroidie. Le noyau est probablement encore fondu depuis la naissance enflammée de Mars, il y a environ 4,5 milliards d’années.

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Compare et nuance

Les seuls autres corps planétaires rocheux pour lesquels les scientifiques ont mesuré le noyau sont la Terre et la Lune. L’ajout de Mars permettra aux chercheurs de comparer et de contraster la façon dont les planètes du système solaire ont évolué. Comme sur Terre, Mars avait autrefois un fort champ magnétique généré par un liquide agitant son noyau; Mais ce champ magnétique a chuté de façon spectaculaire au fil du temps, ce qui a fait que l’atmosphère de Mars s’est échappée dans l’espace et que la surface est devenue froide, stérile et beaucoup moins accueillante à la vie que celle de la Terre.

Simon Stähler, sismologue à l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich, a présenté les principales conclusions lors d’une présentation préenregistrée le 18 mars pour la conférence virtuelle. Stähler a refusé une demande d’interview de La nature, disant que l’équipe a l’intention de soumettre le travail pour publication dans une revue à comité de lecture.

Le travail s’appuie sur les découvertes précédentes d’InSight qui ont détecté des couches dans la croûte martienne. «Maintenant, nous commençons à avoir cette structure profondément au cœur», a déclaré le géophysicien Philippe Lognonné dans une autre conférence préenregistrée. Lognonné, basé à l’Institut de physique de la Terre de Paris en France, dirige l’équipe de sismomètres d’InSight.

Le vaisseau spatial, qui a coûté près d’un milliard de dollars, a atterri sur Mars en 2018 et est la première mission à étudier l’intérieur de la planète rouge. L’atterrisseur stationnaire est près de l’équateur martien et entend des «marsquakes», l’équivalent martien des tremblements de terre. Jusqu’à présent, InSight a détecté environ 500 tremblements de terre, ce qui signifie que la planète est moins sismiquement active que la Terre mais plus sismiquement active que la Lune. La plupart des tremblements de terre sont très petits, a déclaré Lognonné, mais près de 50 d’entre eux ont été entre les magnitudes 2 et 4, suffisamment forts pour fournir des informations sur l’intérieur de la planète.

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Comme les sismomètres sur Terre, InSight mesure la taille du noyau martien en étudiant les ondes sismiques qui ont rebondi sur la limite profonde du noyau du manteau. Avec suffisamment d’informations sur ces ondes profondes, les scientifiques d’InSight ont pu calculer la profondeur de la frontière entre le noyau et le manteau, et donc la taille du noyau. Les données sismiques suggèrent également que le manteau supérieur, qui s’étend d’environ 700 à 800 kilomètres sous la surface, contient une zone de matériau épaissi dans laquelle l’énergie sismique se déplace plus lentement.

Dans un effort pour reproduire les conditions dans les noyaux planétaires, d’autres chercheurs ont pressé des combinaisons de différents éléments chimiques à des pressions et des températures élevées. Selon Edgar Steenstra, géochimiste à la Carnegie Institution for Science à Washington, DC, l’estimation par InSight de la densité du noyau martien est en accord avec bon nombre de ces estimations en laboratoire.

Extrémité orbitale

InSight manque peut-être de temps pour faire des découvertes. La poussière s’est accumulée sur ses panneaux solaires de 2 mètres de large, réduisant la quantité d’énergie que le vaisseau spatial peut générer. Mars se déplace également vers le point le plus éloigné de son orbite du Soleil, ce qui limitera encore davantage les possibilités de recharge du vaisseau spatial.

«Cela nous amènera à réduire l’utilisation de nos instruments dans les mois à venir», déclare Mark Panning, un scientifique du projet InSight au Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, en Californie.

En janvier, l’équipe a déjà dû abandonner sa “ taupe ” de fabrication allemande, une sonde thermique censée s’enfouir dans le sol et mesurer le flux de chaleur, mais qui a rencontré des problèmes de friction et n’a pas pu creuser profondément.

Les changements drastiques de température sur Mars qui se produisent lorsque le jour se transforme en nuit et vice versa créent du bruit dans les signaux que le sismomètre d’Insight collecte, car la sangle qui le relie à l’atterrisseur est exposée à la surface de la planète. InSight essaie donc maintenant d’enterrer la sangle en y mettant de la saleté pour tenter de l’isoler.

InSight détecte les tremblements de terre principalement la nuit, car les vents diurnes provoquent trop de secousses et interfèrent avec les signaux sismiques. Mais la saison des vents sur son site d’atterrissage a pris fin récemment. Les scientifiques de l’équipe attendent avec impatience la nouvelle tranquillité sismique pour attraper autant de tremblements de terre que possible avant la fin de la mission.