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Des coulées de boue sur la planète Mars? // Mudflows on Mars ?

La planète Mars possède à sa surface de nombreuses structures qui intriguent les scientifiques. Grâce à elles, ils espèrent pouvoir mieux comprendre le passé de la planète et savoir si l’eau existait autrefois à sa surface. Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Geoscience laisse supposer que certaines de ces formations ont été édifiées par des coulées de boue, comme on peut en observer sur certains volcans sur Terre.
Des dizaines de milliers de cônes de plusieurs kilomètres de hauteur sont visibles dans l’hémisphère nord de Mars, et chaque cône porte un petit cratère à son sommet. Un chercheur de l’Institut de Géophysique de l’Académie tchèque des Sciences a voulu savoir s’ils étaient constitués de lave ou de boue. Jusqu’à présent, aucune recherche n’a été effectuée dans ce domaine. .
Pour savoir si la boue ou la lave coulait à la surface de Mars, le scientifique a utilisé la Mars Chamber de l’Open University, une chambre basse pression qui peut reproduire la pression atmosphérique et les conditions sur Mars, ainsi que sa température de surface.
Le chercheur et ses collègues ont simulé les conditions de basse pression martienne et ajusté la température de la chambre à -4°F (-20°C). Lorsqu’ils ont introduit la boue dans la chambre, elle n’a pas gelé immédiatement. Au lieu de cela, il s’est formé une croûte de glace à la surface de la boue qui est restée liquide à l’intérieur. C’est ce qui expliquerait pourquoi la boue liquide a pu s’échapper des fractures dans la croûte gelée, avant de se recongeler par la suite.
En raison des conditions martiennes mises en place pendant la simulation, telles que la basse pression atmosphérique, l’eau est devenue instable, a bouilli et s’est évaporée. Cela a fini par refroidir et geler la boue. Les formations créées par ce processus ressemblent aux coulées de « lave cordée » à Hawaï.
Comparée aux expériences réalisées avec de la boue soumise à la pression atmosphérique terrestre, la boue de la simulation martienne n’a pas formé de croûte glacée et elle ne s’est pas étalée lorsque la température a baissé.
Il est probable que les cônes à la surface de la planète Mars sont en fait des volcans sédimentaires où la boue est remontée à la surface depuis des centaines de mètres de profondeur.
On trouve les structures coniques dans une zone où de longs et larges chenaux ont laissé leur marque sur la surface martienne, trahissant l’évacuation d’énormes quantités de boue. Ce phénomène a pu donner naissance à un volcanisme sédimentaire.
Selon l’équipe scientifique qui a réalisé la simulation à l’aide de la Mars Chamber de l’Open University, la présence de boue laisse supposer que de l’eau existait autrefois sur Mars. La planète avait probablement un environnement stable et chaud, une atmosphère et un champ magnétique qui permettaient à l’eau d’exister à la surface il y a des milliards d’années. Si les structures géologiques observées à la surface de Mars sont effectivement le résultat d’un volcanisme sédimentaire, cela signifie que dans ces zones, quelque part dans le sous-sol, il devait exister une source de boue. En d’autres termes, il doit y avoir, ou il devait y avoir, une sorte d’aquifère contenant de l’eau à l’état liquide pour mobiliser les sédiments et les faire remonter à la surface de Mars.
Si les coulées sont constituées de lave, cela signifie qu’une source magmatique et de chaleur est probablement présente à faible profondeur sous la surface. En revanche, si les coulées sont sédimentaires ou constituées de boue, cela laisse supposer que de l’eau liquide (et une source de chaleur maintenant l’eau à l’état liquide) est présente sous la surface.
Il est probable que ce type de volcanisme sédimentaire ou de boue existe en d’autres endroits de notre système solaire, comme sur Cérès, une planète naine entre Mars et Jupiter. Il pourrait en être de même pour d’autres lunes glacées, comme Europe, la lune de Jupiter, Encelade, la lune de Saturne, ou Triton, la lune d’Uranus.
Il est difficile d’estimer l’âge des cônes sur Mars, mais ils sont plus jeunes que les plaines environnantes. Il se peut qu’ils aient entre quelques centaines de millions et 2 milliards d’années.
Source: CNN.

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The surface of Mars is covered in intriguing features that help understand the planet’s past and the water that once existed on its surface. A new study published in the journal Nature Geoscience suggests that some formations on the planet are actually the product of mud that flowed like lava, just like what happens on some volcanoes on Earth.

Tens of thousands of kilometre-high steep cones are spread across Mars’ northern hemisphere, and each cone bears a small crater on top. A researcher at the Institute of Geophysics of the Czech Academy of Sciences wanted to know if they were formed by magma or mud. No research had been performed in this field up to now. .

To know whether it was mud or lava that was flowing at the surface of Mars, he used The Open University’s Mars Chamber, a low-pressure chamber that can reproduce Mars’ atmospheric pressure and composition, as well as its surface temperature.

The researcher and his colleagues simulated the Martian low-pressure conditions and set the chamber to -4°F (-20°C). When they poured mud in the chamber, it did not freeze immediately. Instead, it formed an icy crust over the liquid mud inside. Liquid mud would then spill from cracks in the frozen crust, which then refreeze.

Due to the simulated Martian conditions, such as the low atmospheric pressure, the water became unstable and boiled and evaporated. This caused the mud to eventually cool and freeze. The formations created by this process look similar to « ropy » lava flows in Hawaii.

Compared to experiments with mud at Earth’s atmospheric pressure, the mud did not form an icy crust, expand as the temperature dropped.

It is likely that the cones on the Martian surface are in fact sedimentary volcanoes where mud is brought up to the surface from a depth of hundreds of metres below it

The conical features can be found in the same area where long, wide channels left their mark on the Martian surface, revealing where giant floods likely erupted from beneath the surface. And this could have led to sedimentary volcanism.

According to the scientific team that performed the experiment with the Open University’s Mars Chamber the presence of mud suggests that water once existed on Mars. The planet likely had a warm stable environment, atmosphere and global magnetic field that allowed water to exist on the surface billions of years ago. If the features observed at the surface of Mars are indeed results of sedimentary volcanism, it means that in these areas somewhere in the subsurface has to be a source of mud. In other words, there has to be, or had to be, some sort of aquifer containing liquid water to mobilize the fine-grained sediments and take them to the surface of Mars.

If the flows are attributed to magma, that means a source of magma and heat must be present nearby below the surface. On the other hand, if they are sedimentary or muddy, that suggests liquid water (and heat that keeps the water liquid) is present below the surface.

This kind of sedimentary, or mud volcanism, could be present in other places throughout our solar system like Ceres, a dwarf planet between Mars and Jupiter. The same could be true of other icy moons, like Jupiter’s moon Europa, Saturn’s moon Enceladus or Uranus’ moon Triton.

It is difficult to estimate the age of the cones on Mars, but they are younger than the flat plains they sit on. They might be between a few hundreds of millions to 2 billion years old.

Source : CNN.

Maccalube di Aragona ( Sicile) [Photo : C. Grandpey]

De la planète Mars au Kilauea (Hawaii) // From Mars to Kilauea Volcano (Hawaii)

La NASA vient d’annoncer que la mission Mars 2020 avec son rover* Perseverance devrait prendre la direction de la planète Mars le 17 juillet 2020, avec des objectifs scientifiques prioritaires dont une étude astrobiologique majeure sur le potentiel de vie sur la planète rouge. L’Administration américaine a annoncé que le rover serait doté d’un hélicoptère. Ce sera donc « le premier vol à puissance contrôlée sur une autre planète. »
La NASA explique que la mission du rover de la mission Mars 2020 fait partie d’ « un programme plus vaste qui comprend des missions sur la Lune afin de se préparer à l’exploration humaine de la planète rouge. »

Dans une vidéo montrant ses réalisations au cours des dernières années et sa collaboration avec d’autres pays, la NASA explique que la dernière éruption du Kilauea à Hawaii a été analysée par un imageur thermique de conception japonaise installé sur le satellite Terra. L’éruption du 3 mai a provoqué l’ouverture d’un certain nombre de fractures le long de l’East Rift Zone.

Dans cette image dont les couleurs ne sont pas celles de la réalité, les zones rouges correspondent à la végétation, les zones noires et grises à d’anciennes coulées de lave. Les zones jaunes superposées à l’image montrent des points chauds détectés par les bandes infrarouges thermiques du satellite. Le 6 mai 2018, ces points chauds représentaient les fractures ouvertes récemment, ainsi que la nouvelle coulée de lave.

Cette photo, également acquise le 6 mai 2018, montre les panaches de SO2 en jaune et jaune-vert, dont une partie se déplace au-dessus de l’océan.
Source: Jet Propulsion Laboratory de la NAS

* Dans le domaine de l’astronautique le terme rover désigne un véhicule, parfois télécommandé depuis la Terre, disposant d’une certaine autonomie, conçu pour explorer une autre planète ou un corps céleste.

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NASA has just announced that the Mars 2020 mission with its Perseverance rover is set to venture Mars on July 17th, 2020, aiming to address high-priority scientific goals, including major astrobiology questions about the potential for life on Mars. It has been announced that a helicopter has been attached to the rover, which will be “the first-ever power-controlled flight on another planet.”

NASA explains that the Mars 2020 Perseverance rover mission is part of “a larger program that includes missions to the Moon as a way to prepare for human exploration of the Red Planet.”

In a video explaining NASA’s achievements in the last years and the collaboration with other nations, NASA explains that the recent eruption of Kilauea Volcano in Hawaii was captured by a Japanese-built thermal imager on NASA’s Terra spacecraft. The May 3rd eruption triggered a number of additional fissure eruptions along the East Rift Zone.

In the first image (see above), the red areas are vegetation, and the black and grey areas are old lava flows. The yellow areas superimposed over the image show hot spots that were detected by the satellite’s thermal infrared bands. These hot spots are the newly formed fissures and new lava flow as of May 6th, 2018.

The second photo, also acquired on May 6th, 2018 shows the SO2 gas in yellow and yellow-green, including a massive plume of it moving over the ocean.

Source: NASA’s Jet Propulsion Laboratory

La vie à Dallol et dans le Danakil ‘Ethiopie) // Life at Dallol and Danakil (Ethiopia)

Au cours des dernières années, plusieurs vidéos ont montré que des bactéries, des vers et des crevettes sont capables de survivre dans l’environnement très hostile des « fumeurs noirs » au fond des océans. Ces évents sous-marins émettent de l’eau très chaude et des gaz acides qui ne sont pas censés favoriser la vie.
De la même manière, des échantillons de liquide ont été prélevés à Dallol et sur le Danakil dans le nord de l’Éthiopie et les chercheurs ont pu constater que eux aussi hébergeaint de la vie, malgré un contexte très défavorable. Dallol est un volcan dans la dépression du Danakil, au nord-est de la chaîne de montagnes où se trouve l’Erta Ale. Il a été formé par une intrusion magmatique basaltique dans des dépôts de sel du Miocène et par une activité hydrothermale ultérieure. Des éruptions phréatiques ont eu lieu en 1926, donnant naissance au volcan Dallol. De nombreux autres cratères parsèment le désert de sel à proximité. Dallol est alimenté par de l’eau portée à haute température par la chambre magmatique peu profonde sous le volcan. C’est l’un des endroits les plus beaux, mais aussi des plus inhospitaliers de la planète.
L’analyse des échantillons prélevés par une équipe scientifique internationale a révélé la présence de microbes de très petite taille qui montrent comment la vie aurait pu se développer sur la planète Mars. Les résultats de l’étude ont été publiés dans les Scientific Reports.
Les chercheurs ont découvert une souche de bactéries capables de vivre à une température de 89°C et une acidité extrême avec un pH de 0,25. Ces conditions sont similaires à celles rencontrées sur la Planète Rouge lors de sa formation.
La région de Dallol et du Danakil est saturée en différents sels, parmi lesquels le chlorure d’argent, la sphalérite, le sulfure de fer et des sels minéraux, qui forment un paysage fantastique où cohabitent les jaunes, les rouges, les verts et les bleus. L’équipe scientifique a recueilli de fines couches de dépôts de sel et les a transportées en Espagne dans des flacons stériles et scellés. Ils ont été analysés par microscopie électronique, analyse chimique et séquençage de l’ADN. Les chercheurs ont découvert que les minuscules structures sphériques dans les échantillons de sel étaient en fait de minuscules microbes (Nanohaloarchaeles) vivant en colonies compactes. Chaque microbe est 20 fois plus petit que la moyenne des bactéries.
Une étude approfondie des sites de Dallol et du Danakil permettra de mieux comprendre les limites de la vie sur Terre et apportera des informations sur la recherche de la vie sur Mars et ailleurs dans l’univers. La géochimie inhabituelle du site a beaucoup de points communs avec de possibles environnements hydrothermaux découverts sur la Planète Rouge, y compris le cratère Gusev, où a atterri le Spirit Mars Exploration Rover, module d’exploration de la Nasa. Même si la planète Mars est sèche et désertique aujourd’hui, de plus en plus de recherches démontrent qu’elle était probablement recouverte de vastes étendues d’eau il y a trois ou quatre milliards d’années.
Source: The Independent.

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In the past few years, several videos have shown that bacteria , worms and shrimps are able to survive in the very hostile environment of the « black smokers » at the bottom of the oceans. These submarine vents emit very hot water and acid gases that are not supposed to favour life.
In the same way, samples of liquid have been collected from the Dallol volcano and Danakil Depression in northern Ethiopia.Researchers were suprised to see that life was present despite unfavorable conditions. Dallol is a cinder cone volcano in the Danakil Depression, northeast of the Erta Ale Range. It has been formed by the intrusion of basaltic magma into Miocene salt deposits and subsequent hydrothermal activity. Phreatic eruptions took place here in 1926, forming Dallol Volcano; numerous other eruption craters dot the salt flats nearby. It is fuelled by water that has been heated by the shallow magma reserve beneath the volcano. It is one of the most beautiful and the most inhospitable places on Earth.
The analysis of the samples by an international scientific team revealed the presence of ultra-small microbes which show how life could have once thrived on Mars. The results of the study have been published in Scientific Reports.
The researchers have found a strain of bacteria living in temperatures of 89°C and an extreme acidity with a pH 0.25. Such conditions are similar to those found on the Red Planet when it first formed.
The Dallol and Danakil area is saturated in various salts, including silver chloride, zinc iron sulphide and rock-salt which produce a landscape of yellows, reds, greens and blues. The team collected thin layers of salt deposits and transported them to Spain in sterile, sealed vials. They were analysed using electron microscopy, chemical analysis and DNA sequencing. The team found tiny, spherical structures within the salt samples were tiny microbes (Nanohaloarchaeles) living in compact colonies. Each microbe was 20 times smaller than the average bacteria.
In-depth study of the characteristics of Dallol and Danakil sites will improve the scientific understanding of the limits of life on Earth and bring information about the search for life on Mars and elsewhere in the universe. The sites’ unusual geochemistry makes it very similar to hydrothermal environments that would have been found on the Red Planet, including the Gusev Crater, where Nasa’s Spirit Mars Exploration Rover landed. While the Mars is mostly dry and desolate today, a growing body of research shows it was probably covered in large bodies of water between three and four billion years ago.
Source: The Independent.

Les couleurs de Dallol (Source: Wikipedia)

Y a-t-il eu des glaciers sur Mars ? // Did glaciers exist on Mars ?

Une récente étude financée par le Programme National de Planétologie (CNRS, INSU) et le CNES a permis de mettre en évidence pour la première fois des vallées glaciaires et de cirques glaciaires datés de 3,6 milliards d’années sur Mars. Une approche morphométrique comparative entre la Terre et Mars a été utilisée  afin de caractériser l’origine des vallées anciennes. Ces paysages glaciaires anciens sur Mars sont similaires à ceux existant sur Terre. Ils ont pu être identifiés et préservés jusqu’à aujourd’hui par la forte empreinte morphologique qu’ils laissent dans le paysage martien.

L’étude explique que le climat primitif martien fait aujourd’hui débat parmi les chercheurs qui étudient cette planète. D’un côté, il y a la vision la plus acceptée, celle d’un Mars primitif chaud et humide, mis en avant par la géologie hydratée et les morphologies fluviatiles;  de l’autre côté, il y a le scénario d’un Mars primitif glacé et sec mis en avant par des modèles climatiques qui avancent l’idée d’un dépôt de glace à haute altitude.  Néanmoins cette vision est très souvent remise en question car aucun marqueur géomorphologique de ce supposé climat froid n’a été identifié jusqu’à ce jour.

C’est dans ce contexte que les géomorphologues Axel Bouquety, Antoine Séjourné, François Costard et Sylvain Bouley, du laboratoire Géosciences Paris Sud (GEOPS, CNRS/Université Paris-Saclay), et Denis Mercier, de l’Université de la Sorbonne, ont étudié les vallées présentes dans la région de Terra Sabaea dans l’hémisphère austral de Mars. (voir image ci-dessous).

C’est à partir d’une approche morphométrique innovante couplant les images de la caméra HRSC de la sonde Mars Express de l’ESA et les données topographiques qu’il a été possible de mettre en évidence la présence de morphologies glaciaires anciennes sur les hauts plateaux de l’hémisphère sud de Mars. En effet, les vallées martiennes étudiées présentent des caractéristiques morphométriques similaires aux vallées glaciaires alpines terrestres et sont différentes des vallées fluviatiles terrestres et martiennes. De plus, ces vallées glaciaires martiennes sont souvent surmontées par une tête de vallée, en forme d’amphithéâtre, qui présente des caractéristiques morphométriques très similaires aux cirques glaciaires terrestres. Les résultats de cette étude, publiée dans Geomorphology, démontrent pour la première fois, la présence d’un paysage glaciaire composé de vallées glaciaires associées à des cirques glaciaires daté d’il y a 3,6 milliards d’années.

Les auteurs suggèrent un climat froid aux hautes altitudes (supérieures à 1500 mètres) expliquerait la présence de la glace. Cette dernière a pu être stable et s’accumuler afin de former des glaciers qui ont façonné les paysages glaciaires observés dans cette étude. Un climat plus tempéré à des altitudes plus basses (moins de 1500 mètres) expliquerait la présence de l’eau liquide pour façonner les vallées ramifiées fluviatiles bien connue sur Mars. Sur Terre, il est fréquent de retrouver des endroits où la glace est stable à haute altitude mais instable à basse altitude pour former de l’eau liquide.

La découverte de formations glaciaires dans l’hémisphère sud de Mars va dans le sens de la thèse d’un climat primitif froid permettant à des glaciers d’exister à la surface de la planète il y a 3,6 milliards d’années.

Source : CNRS.

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A recent study funded by the National Program of Planetology (CNRS, INSU) and CNES allowed to highlight for the first time glacial valleys and glacial cirques that existed 3.6 billion years ago on Mars. A comparative morphometric approach between the Earth and Mars has been used to characterize the origin of ancient valleys. These ancient glacial landscapes on Mars are similar to those existing on Earth. They have been identified and preserved until today by the strong morphological imprint that they leave in the Martian landscape.
The study explains that the primitive Martian climate is now debated among researchers studying the planet. On one side, there is the most accepted vision, that of a primitive warm and wet Mars, put forward by hydrated geology and fluvial morphologies; on the other side, there is the scenario of a primitive cold and dry Mars, put forward by climatic models that advance the idea of ​​a high altitude ice deposit. Nevertheless this vision is very often questioned because no geomorphological marker of this supposed cold climate has been identified until today.
It is in this context that geomorphologists Axel Bouquety, Antoine Séjourné, François Costard and Sylvain Bouley, of the Geosciences Paris Sud laboratory (GEOPS, CNRS / Paris-Saclay University), and Denis Mercier, of the Sorbonne University, studied the valleys in the region of Terra Sabaea in the southern hemisphere of Mars.(see image below).
An innovative morphometric approach coupling images from the HRSC camera of the ESA Mars Express probe and the topographic data allowed to highlight the presence of ancient glacial morphologies on the plateaus of the southern hemisphere of Mars. In fact, the Martian valleys studied have morphometric characteristics similar to the terrestrial alpine glacial valleys and are different from the terrestrial and Martian river valleys. In addition, these Martian glacial valleys are often surmounted by an amphitheater-shaped valley head, which has morphometric characteristics very similar to terrestrial glacial cirques. The results of this study, published in Geomorphology, demonstrate for the first time the presence of a glacial landscape composed of glacial valleys associated with glacial cirques dated 3.6 billion years ago.
The authors suggest a cold climate at high altitudes (above 1500 metres) would explain the presence of ice. The latter could be stable and accumulate to form glaciers that shaped the glacial landscapes observed in this study. A more temperate climate at lower altitudes (below 1500 metres) would explain the presence of liquid water to shape the well-known riverine branched valleys on Mars. On Earth, it is common to find places where the ice is stable at high altitude but unstable at low altitude to form liquid water.
The discovery of glacial formations in the southern hemisphere of Mars is in line with the thesis of a primitive cold climate allowing glaciers to exist on the surface of this planet 3.6 billion years ago.
Source: CNRS.

Image de la planète Mars il y a 4 milliards d’années, basée sur des données géologiques. Le rectangle indique la zone d’étude. (Source:  Ittiz)