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Un site favorable à la vie sur la planète Mars ? // A suitable site for life on Mars ?

drapeau-francaisUne étude publiée dans la revue Icarus nous apprend qu’une dépression en forme d’entonnoir sur la planète Mars a été identifiée comme site susceptible de recéler des signes de vie. Les chercheurs pensent que la dépression a été formée par un volcan sous un glacier. Cette disposition inhabituelle a pu créer un environnement chaud et chimiquement diversifié qui en ferait un bon candidat pour la recherche de la vie sur Mars. Le site pourrait héberger certains des ingrédients essentiels à la vie: l’eau, la chaleur et les nutriments.
Les auteurs de l’étude ont été frappés par la similitude entre les paysages sur ces sites et les chaudrons de glace, dépressions creusées par des volcans sous-glaciaires sur Terre, en Islande et au Groenland, par exemple. Ils ont d’abord remarqué les cercles concentriques des chaudrons sur des images envoyées par le robot Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. En utilisant des images stéréoscopiques qui donnent une idée de la forme tridimensionnelle du relief, les scientifiques ont pu analyser les sites avec plus de précision. Ils ont pu étudier leur forme et leur morphologie, mais aussi la quantité de matériaux évacuée lors de la formation de ces dépressions.
En étudiant deux sites en forme d’entonnoir, les chercheurs ont découvert qu’ils ont très probablement été formés par des processus différents. Les matériaux détectés autour de la dépression de Galaxias Fossae laissent supposer qu’elle est apparue suite à l’impact d’un objet en provenance de l’espace. L’autre dépression, dans un cratère situé en bordure du bassin de l’Hellas, a été probablement creusée par l’activité volcanique. Le site Hellas serait donc le lieu le plus favorable à l’apparition de la vie car il se pourrait qu’il contienne de l’eau sous forme liquide.
L’étude de ces deux dépressions est fort intéressante car leur existence peut fournir des informations sur les propriétés des matériaux qui se cachent sous la surface de Mars, avec la possible existence de glace, et ils pourraient permettre de révéler les interactions entre la glace et les volcans sur la Planète Rouge.
Source: International Business Times.

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drapeau-anglaisA study published in the journal Icarus informs us that a funnel-shaped depression on Mars has been identified as a potential site to search for signs of life on the Red Planet. Researchers think it has been formed by a volcano underneath a glacier. This unusual layout could have created a warm and chemically diverse environment, which would make it a good candidate for the search for life on Mars. It seems the site could host some of the key ingredients for habitability: water, heat and nutrients.

The authors of the study were struck by the similarity of the landscape at these sites and ice cauldrons – volcanoes underneath glaciers – found on Earth in Iceland and Greenland. They first saw the concentric circles of the cauldrons on images from NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter. Using stereoscopic images which give an idea of the three-dimensional shape of the landform, the scientists were able to characterise the sites more closely. They were able to measure not just their shape and appearance, but also how much material was lost to form the depressions.

Studying two funnel-shaped sites, the researchers found that they were most likely formed by different processes. Debris found around one site – the Galaxias Fossae depression – suggested it was formed from impact from an object from space. A second depression, in a crater on the rim of the Hellas basin, was more likely caused by volcanic activity. This would make the Hellas site the more likely place for life to take hold, as an area that could have liquid water.

Both depressions are interesting because their existence may provide information on the properties of subsurface material – the potential existence of ice – and because of the potential for revealing ice-volcano interactions.

Source: International Business Times.

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 Cartes topographiques et graphiques montrant les dépressions Hellas (à droite) et Galaxias Fossae (à gauche) [Source : NASA]

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Image du cratère d’impact Hellas, l’un des plus grands du système solaire.

(Source: NASA)

De la tridymite sur la planète Mars! // Tridymite on Mars!

drapeau-francaisLa tridymite n’est pas le minéral volcanique le plus connu. Une définition proposée par les encyclopédies nous apprend que la tridymite est « une des formes polymorphes de la silice cristalline. Elle est présente dans les roches volcaniques où elle coexiste avec la cristobalite, une autre forme de silice cristalline. Certaines formes de silices cristallines peuvent être converties en d’autres formes en fonction de l’augmentation ou de l’abaissement de la température ».

Les scientifiques ont été très surpris de trouver la tridymite sur Mars. En effet, sur Terre le minéral provient généralement de volcans extrêmement chauds dont la lave a été exposée à beaucoup d’eau de mer. De telles conditions ne sont pas censées exister sur Mars.
Un échantillon de roche prélevé par le robot Curiosity dans le cratère Gale, que l’on pense être le fond d’un ancien lac, a révélé cette tridymite qui est généralement produite sur Terre par des éruptions puissantes comme celle du Mont St. Helens. La planète Mars possède des volcans, mais ils sont basaltiques, comme à Hawaii; ils émettent une lave riche en fer et en magnésium, mais pauvre en silice. Au contraire, la lave produite par les volcans de la Chaîne des Cascades aux États-Unis contient beaucoup de silice, un minéral qui se forme en présence d’eau et nécessite des températures très élevées pour fondre et recristalliser en un matériau comme la tridymite. Les volcans des Cascades se sont formés lorsque la plaque Juan de Fuca s’est enfoncée sous la plaque continentale nord-américaine, emportant avec elle une grande quantité d’eau de mer. Il n’y a aucune preuve de tectonique des plaques sur Mars; c’est la raison pour laquelle les chercheurs ont été surpris de trouver de la tridymite dans les échantillons recueillis par Curiosity. Il n’y a pas non plus de traces de volcans siliciques, ni suffisamment d’eau sur Mars pour qu’elle soit descendue assez profond pour participer au processus qui génère la tridymite sur Terre.
Il n’y a pourtant pas le moindre doute sur la présence du minéral. Les instruments à bord du robot ont non seulement identifié sa chimie, mais ils ont aussi utilisé les rayons X pour analyser la structure du cristal et confirmer son identité.
Curiosity continuera de recueillir et d’analyser des échantillons du sol martien lorsqu’il escaladera le Mont Sharp, une colline formée de plusieurs couches de matériaux. Les chercheurs sont impatients de savoir s’ils trouveront de nouveau de la tridymite dans ce secteur.
Source: CBC News.

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drapeau-anglaisTridymite is not the most popular mineral found on volcanoes. One of the definitions found in encyclopediae goes as follows: “Tridymite is one of the polymorphic forms of crystalline silica. It is present in volcanic rocks where it coexists with cristobalite, another form of crystalline silica. Certain forms of crystalline silicas can be converted in other forms according to the increase or the reduction in temperature”.

Scientists were quite surprised to find tridymite on Mars as, on Earth, the mineral typically comes from extremely hot volcanoes whose lava was exposed to lots of ocean water. Earth conditions that aren’t known on Mars are needed to produce tridymite.

A rock sample drilled by the Curiosity rover in the Gale Crater, believed to be the bed of an ancient lake, included tridymite, typically produced on Earth by powerful eruptions of volcanoes such as Mount St. Helens. While Mars has volcanoes, they are basaltic volcanoes like those in Hawaii; they produce a lava high in iron and magnesium and low in silica. On the contrary, lava produced by the Cascade volcanoes in the U.S. contain a lot of silica, a mineral that forms in the presence of water and requires extremely hot temperatures to melt and recrystallize into a material like tridymite. The Cascade volcanoes were formed when the Juan de Fuca plate in the Pacific Ocean pushed under the continental North American plate, taking a lot of ocean water with it. There’s no evidence for plate tectonics on Mars; this is the reason why researchers were so surprised to find tridymite in the samples collected by the Curiosity rover. Nor is there any sign of any silicic volcanoes, nor evidence that there was ever enough water on Mars or any way to get it down deep enough to undergo the kind of processes that generate tridymite on Earth.

There is not the slightest doubt about the mineral. The rover’s instruments not only identified the chemistry of the material, but also used X-rays to analyze the structure of the crystal and confirm its identity.

The Curiosity rover will continue to collect and analyse samples of the ground as it climbs up a multi-layered hill called Mount Sharp. The researchers are interested to see whether they will find more tridymite on the way up.

Source : CBC News.

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Exemple de forage effectué par le robot Curiosity sur la planète Mars. Le diamètre du trou correspond environ à celui d’une pièce de un centime d’euro (Source: NASA).

 

 

 

 

 

Modélisation de Olympus Mons (Mars) // A model of Olympus Mons (Mars)

drapeau-francaisOlympus Mons est le plus grand volcan de la planète Mars, peut-être même le plus grand volcan du système solaire. Il présente un diamètre de plus de 600 km et dresse ses 27 km au-dessus de la surface de la planète.
Les scientifiques de la Division des Sciences Planétaires et de la Télédétection à l’Institut des Sciences de la Terre de l’Université Libre de Berlin ont réussi à créer un modèle simulant la formation de structures jusque là mystérieuses à la surface de Olympus Mons. L’étude a été menée en collaboration avec le Centre de Recherche des Sciences de la Terre de Potsdam et l’Arizona State University. Les résultats ont été publiés dans le dernier numéro du Journal of Geophysical Research.
Le projet s’appuie sur des données d’images fournies par une caméra stéréographique haute résolution (HRSC)* installée sur la sonde européenne Mars Express qui est en orbite autour de la planète rouge depuis décembre 2003. En utilisant les images de la caméra, les scientifiques ont élaboré une mosaïque et un modèle de la surface du volcan Olympus Mons. La base de données d’images montre que la morphologie en bouclier du volcan apparaît sous la forme de terrasses voûtées et que le pied du volcan, relativement plat par ailleurs, se termine en pente raide. Cette étude indique que les déformations observées sur le volcan sont dues d’une part à la gravité (qui, sur Mars, est d’environ 40 pour cent de celle de la Terre), et d’autre part à une faible résistance de frottement dans le sous-sol du volcan.
Les derniers travaux sur les interactions entre Olympus Mons et le sous-sol martien ont été réalisés grâce à une coopération entre les institutions allemandes et américaines. La simulation par ordinateur démontre pour la première fois la formation de terrasses pendant la phase de croissance du volcan.
Selon les chercheurs, les dernières découvertes sur ce supervolcan permettront une meilleure compréhension du volcanisme sur Terre.
Sources: Freie Universität Berlin. « Simulating the evolution of Mars volcano Olympus Mons. »
Science Daily, 9 mai 2016 (www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160509085751.htm).

*High Resolution Stereo Camera (HRSC) : il s’agit d’une caméra installée sur la sonde spatiale Mars Express ; elle produit des images couleur en 3D et en haute résolution (de 10 mètres par pixel, pouvant aller jusqu’à 2 mètres par pixel). Elle est fabriquée par l’Université Libre de Berlin et est destinée à cartographier la surface de Mars. Par stéréographie, la caméra est également capable de fournir des données topographiques et ainsi permettre la réalisation de Modèles Numériques de Terrain (MNT) avec une très grande précision.

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drapeau-anglaisOlympus Mons is the largest volcano on Mars, possibly the largest in the Solar System. It is more than 600 km across and towers 27 km above the surface of the planet.

Scientists from the Division of Planetary Sciences and Remote Sensing in the Institute of Geological Sciences at Freie Universität Berlin have succeeded in creating a model simulating the formation of mysterious structures on the surface of Olympus Mons. The study was conducted in collaboration with the German Research Centre for Geosciences in Potsdam and Arizona State University. The findings were published in the latest issue of the Journal of Geophysical Research.

The research project is based on image data of the High Resolution Stereo Camera (HRSC)* that is installed on the European Mars Express spacecraft, which has been orbiting the red planet since December 2003. Using the camera images, scientists generated a mosaic and a terrain model of the Olympus Mons volcano. The image data show that the volcano shield is shaped in the form of arched terraces and the foot of the otherwise very flat volcano drops steeply. This study indicates that the observed deformations of the volcano are due to gravity, which on Mars is about 40 percent of the Earth’s gravity, and to low frictional resistance in the volcano subsurface.

The new investigations of the interactions between the Martian volcano and the ground underneath it were done in cooperation with German and American institutions. The computer simulation demonstrates for the first time the formation of terraces during the volcanic growth phase.

According to the researchers, the latest findings about this supervolcano will also help to give them a better understanding of volcanoes on Earth.

Sources:  Freie Universitaet Berlin. « Simulating the evolution of Mars volcano Olympus Mons. »

ScienceDaily, 9 May 2016 (www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160509085751.htm).

*High Resolution Stereo Camera (HRSC): it is a camera on board the Mars Express spacecraft; it produces colour images in 3D and high resolution (10 metres per pixel, up to 2 metres per pixel). It was manufactured by the Free University of Berlin and is designed to map the surface of Mars. By stereography, the camera is also capable of providing topographic data and can achieve Digital Elevation Models (DEM) with a very high accuracy.

Olympus Mons

Crédit: Freie Universität Berlin

Un grand basculement a refaçonné la surface de la planète Mars // Great tilt gave Mars a new face

drapeau-francaisUne nouvelle étude parue dans la revue Nature et mise en ligne le 2 mars 2016 révèle que l’émergence du dôme de Tharsis a déplacé les tropiques d’origine de la planète Mars et peut-être donné naissance à la planète froide, sèche et morte que nous connaissons aujourd’hui. Avec 5000 kilomètres de diamètre et plus de 10 kilomètres d’épaisseur, Tharsis Montes est le plus grand complexe volcanique connu dans le système solaire. L’énorme effusion de lave qui l’a créé il y a entre 4,1 et 3,7 milliards d’années a chamboulé la planète toute entière. 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 ! Ce phénomène avait été prédit théoriquement, mais jamais encore démontré.
On pensait jusqu’alors que, sous son poids énorme, le dôme volcanique de Tharsis avait fait se courber la croûte de la planète et dicté la direction empruntée par les rivières martiennes qui se sont formées par la suite. Toutefois, la nouvelle étude suggère que les rivières et leurs réseaux de vallées se sont formés en premier lieu et se sont concentrés le long de l’équateur. L’émergence du dôme de Tharsis a fait basculer la planète à un tel point que, si cela se produisait sur Terre, Paris se retrouverait au-dessus du pôle nord magnétique, situation qui aurait des effets catastrophiques sur le climat et sur l’eau.
Il y a huit ans, un chercheur français a remarqué que les réseaux de vallées qui se sont formés il y a entre 4 et 3 milliards d’années étaient réparties presque comme dans un cercle, mais avec une certaine inclinaison au niveau de l’équateur. Le scientifique et ses collègues ont calculé la position des pôles martiens avant Tharsis, et sont arrivés à la conclusion que le cercle aurait suivi l’équateur. Ils ont également cherché des preuves d’un climat polaire dans la région supposée des pôles. L’ancien pôle nord se trouve dans une région avec une grande quantité de glace qui pourrait correspondre à une ancienne calotte polaire, et il existe également des preuves de présence d’eau au niveau de l’ancien pôle sud.
Selon les chercheurs, la logique voudrait que les rivières fussent déjà en place avant la formation de la région de Tharsis. Il se peut aussi qu’elles se soient mises en place en même temps, peut-être sous l’effet de chutes de pluie ou de neige pendant l’activité de l’énorme édifice volcanique.
Le prochain objectif des chercheurs sera d’étudier comment ce chambardement au niveau de la croûte de Mars a pu contribuer à la perte de l’eau et de l’air sur la planète. Au début de son existence, Mars a pu avoir des tropiques où régnait un climat chaud et humide, tout comme la Terre maintenant. Mais à un moment donné, la planète a perdu l’atmosphère épaisse qui la protégeait, et une grande partie de l’eau a disparu au même moment. Une chose est certaine : le basculement des pôles s’est produit lorsque l’eau et l’atmosphère ont disparu ou étaient en train de disparaître.
Vous trouverez une étude plus détaillée sur le site du CNRS : http://www2.cnrs.fr/en/2719.htm

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drapeau-anglaisA new study in the journal Nature and published online on March 2nd 2016 reveals that the emergence of a huge mount of molten rock jostled the Red Planet’s early tropics out of position, and may have helped usher in the cold, dry and dead version of the planet we know today. That massive bulge of volcanic rock is called the Tharsis region. At 5000 kilometres across and more than 10 kilometres thick, it is the largest known volcanic complex in the solar system. When huge outpourings of lava between 4.1 and 3.7 billion years ago created it, it deformed the entire planet.
It was thought that Tharsis bent the planet’s crust and dictated the direction of Martian rivers, which formed later. But a new research suggests that the rivers and their valley networks formed first, and were concentrated along the equator. The formation of Tharsis tilted the planet around so much that, if it happened on Earth, Paris would sit atop the magnetic north pole – a rearrangement that would have wild, catastrophic effects on the climate and water.
Eight years ago, a French researcher noticed that valley networks that formed between 4 and 3 billion years ago were arranged almost as if they were in a circle, but tilted a bit from the equator. The scientist and his colleagues calculated where Mars’s poles would have been before Tharsis, and worked out that the circle would have followed the equator. They also looked for evidence of a polar-like climate at what would have been the poles. The “paleo” north pole is in a region with a large amount of ice, possibly corresponding to an ancient polar ice cap, and there is evidence of water at the ancient south pole as well.
They conclude that the placement of the rivers makes the most sense if they were in place before the Tharsis region formed, or if they were forming concurrently – maybe even by rainfall or snowfall happening as the enormous volcanic structure was active.
The next goal is studying how this crustal shifting might have contributed to Mars’s loss of water and air. As a young planet, Mars may have had warm, wet, and humid tropics at its equator just like Earth does now. But at some point, it lost is thick protective atmosphere, and much of the water went with it. What is certain is that the true polar wander occurred when the water and atmosphere disappeared or was disappearing.
You will find e more detailed study on the CNRS website : http://www2.cnrs.fr/en/2719.htm

Mars

Chronologie du basculement des pôles de Mars, d’après la dernière étude.