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Des puits à la surface de la planète Mars // Pits on the Martian surface

On observe souvent des tunnels de lave sur les volcans effusifs sur Terre. Le Kilauea à Hawaii et le Piton de la Fournaise à la Réunion en offrent de parfaits exemples. Parfois, les voûtes de ces tunnels s’effondrent et des « lucarnes » apparaissent alors à la surface. Les dernières images fournies par les sondes autour de la planète Mars laissent supposer que des caractéristiques semblables existent peut-être sur la Planète Rouge.

Photo: C. Grandpey

La découverte d’un trou béant sur le flanc d’Arsia Mons, un volcan éteint dans la région de Tharsis sur Mars, a récemment suscité une grande agitation parmi les scientifiques. Le trou ne mesure que quelques mètres de diamètre et a l’aspect d’un puits vertical ; il a été photographié le 15 août 2022 par le Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA qui volait à environ 256 kilomètres au-dessus de la surface martienne. Il existe d’autres cavités sur les flancs des grands volcans de la région de Tharsis. La question est de savoir si elles ne sont que des puits étroits, ou si elles débouchent sur des cavernes beaucoup plus vastes.

Puits à la surface de Mars (Source: NASA)

La présence de grottes sur Mars présenterait un intérêt majeur. D’une part, elles pourraient fournir un abri contre les radiations aux astronautes lors de futures missions scientifiques. Ensuite, ces cavités pourraient présenter un intérêt astrobiologique car il se peut qu’elles aient hébergé des formes de vie dans le passé, et peut-être même aujourd’hui.
La profondeur de ces cavités reste un mystère, et personne ne sait si elles s’ouvrent sur de grandes cavernes ou si elles se limitent à de petites dépressions cylindriques. Certaines ont été photographiées lorsque le soleil était suffisamment haut dans le ciel ; il semblerait que ces cavités ne sont que des puits qui percent simplement le flanc du volcan sans déboucher sur des grottes ou des tunnels plus grands. Si tel est le cas, elles ressembleraient à des formes de relief rencontrées sur les champs de lave hawaïens. Cependant, des cavités observées sur la Lune ont révélé des planchers parsemés de débris qui semblent pouvoir conduire vers un monde souterrain de plus grande taille.
A côté des volcans, des cavités peuvent également se former à cause de contraintes tectoniques qui fracturent la surface. Dans ce cas, elles sont moins susceptibles de conduire à des cavernes plus grandes. Une autre hypothèse, moins probable sur Mars, est que ces cavités débouchent sur des grottes creusées par d’anciennes rivières souterraines, une caractéristique géologique appelée karst, Mars est loin d’avoir livré tous ses secrets et de nombreuses questions restent sans réponse…
Médias d’information internationaux.

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Lava tubes are often seen on effusive volcanoes on Earth. Kilauea Volcano in Hawaii and Piton de la Fournaise on Reunion Island offer perfect examples. Sometimes, the roofs of these tunnels collapse and ‘skylights’ can be seen on the surface. The latest images provided by probes travelling around Mars suggest that similar features can be found on the Red Planet.

A pit on the flank of Arsia Mons, an extinct volcano n the Tharsis region of Mars, has recently generated excitement among scientists. The pit is only a few meters across and appears to be a vertical shaft ; it was imaged on August 15th, 2022 by NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter, which was flying about 256 kilometers above the Martian surface. There are other holes on the flanks of large volcanoes in the Tharsis region. The question is to know whether these holes are just narrow pits, or whether they lead to much larger caverns.

Pits and caves on Mars are of major interest for the scientific world. For one thing, they could provide shelter against radiation exposure for astronauts in the future. Next, these pits could hold astrobiological interest because they could have been abodes for Martian life in the past, and perhaps even today.

How deep these pits are is still a mystery, and it remains uncertain whether they open into a large cavern or whether they are contained to a small, cylindrical depression. Some Martian pits have been imaged when the sun is high enough in the sky ; it seems to show they are only shafts that go straight down into the flank of the volcano without opening into larger caves or tubes. If so, this would make them similar to features found on Hawaiian lava fields. However, pits on the Moon have shown boulder-strewn floors that appear as though they could lead to a larger subterranean volume.

Aside from volcanoes, pits can also be formed through tectonic stresses that fracture the surface. In this case, they are less likely to lead to a larger cavern. Another less likely hypothesis is that these pits open up into ancient underground rivers, a geological feature called a karst.

Mars is far from having revealed all its secrets and many questions are still unanswered…

International news media.

Mars, une planète givrée // Mars, a frosty planet

Alors que le soleil se levait sur Olympus Mons, sur la planète Mars, le Trace Gas Orbiter de l’Agence Spatiale Européenne a détecté du givre dans le cratère sommital et sur les sommets des autres volcans imposants qui se dressent au-dessus du plateau de Tharsis, une région de près de 5 000 kilomètres de large près de l’équateur martien. Cette découverte inattendue sur la dispersion de l’eau sur Mars pourrait un jour s’avérer essentielle pour l’exploration de la planète par l’Homme. La découverte du givre sur Olympus Mons est décrite dans une étude publiée dans la revue Nature Geoscience en juin 2024.
Les volcans du plateau de Tharsis sont éteints depuis des millions d’années. Parmi eux se trouve le plus grand volcan du système solaire, Olympus Mons, qui est presque trois fois plus haut que l’Everest. La découverte du givre s’est faite par hasard. Aucun scientifique ne s’attendait à en trouver dans cette région de la planète. En effet, il y a très peu d’eau dans l’atmosphère près de l’équateur martien, ce qui rend la condensation très difficile. D’autres sondes spatiales ont observé du givre mais dans des régions plus humides, notamment les plaines dans la partie nord de la planète.
Le Trace Gas Orbiter, en orbite autour de Mars depuis 2018, a pu prendre des photos au moment où les premiers rayons du Soleil atteignaient le sommet des volcans. La couche de givre est extrêmement fine et éphémère. Cependant, elle représente l’équivalent d’environ 150 000 tonnes d’eau chaque jour au sommet des volcans du plateau de Tharsis.
Les chercheurs pensent que le givre est probablement dû à un microclimat qui se forme à l’intérieur des caldeiras de ces immenses volcans. Lorsque le vent balaye les flancs des volcans, il fait remonter « de l’air relativement humide près de la surface jusqu’à des altitudes plus élevées où il se condense et se dépose sous forme de givre ». Comprendre, en la modélisant, la formation de ces surfaces givrées « pourrait permettre aux scientifiques d’en savoir plus, notamment sur l’endroit où se trouve l’eau et la manière dont elle se déplace entre les réservoirs ». Cela pourrait s’avérer crucial pour les prochaines missions pendant lesquelles des êtres humains viendront poser le pied sur le sol martien.
Source : Yahoo Actualités.

Modélisation 3D d’Olympus Mons montrant le gel matinal dans le cratère (Source : ESA)

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As the sun was rising in the early mprning on Mars’ Olympus Mons, the European Space Agency’s Trace Gas Orbiter detected frost in the summit crater and on the peaks of massive volcanoes that rise in the Tharsis plateau, an elevated region nearly 5,000 kilometres wide near the Martian equator. This unexpected discovery about the dispersal of water on Mars could one day prove essential for human exploration. It is mentioned in a study published in the journal Nature Geoscience in June 2024.

The volcanoes in the Tharsis plateau have been extinct for millions of years. Among them is the largest volcano in the solar system, Olympus Mons, which is almost three times taller than Mount Everest. The discovery came by chance. No scientist expected to find frost in this region of the planet. Indeed, there is very little water in the atmosphere near the Martian equator, making condensation less likely. Other space probes have observed frost but in wetter regions, notably Mars’ northern plains.

The Trace Gas Orbiter, which has been orbiting Mars since 2018, was able to take images when the first rays of the Sun crossed over the tops of the volcanoes. The layer of ice is extremely thin and it does not last long. However, this amounts to about 150,000 tonnes of water in the daily frost at the summits of the volcanoes in the Tharsis plateau.

The researchers have suggested the frost is caused by a micro-climate that forms inside the calderas of the huge volcanoes. As wind whips up the sides of the volcanoes, it brings « relatively moist air from near the surface up to higher altitudes, where it condenses and settles as frost. » Modelling how these frosts form « could allow scientists to reveal more of Mars’s remaining secrets, including where water exists and how it moves between reservoirs. » This may prove crucial for planned missions that could see humans set foot on Martian soil.

Source : Yahoo News.

Les volcans et l’atmosphère infernale de Vénus // Volcanoes and Venus’ hellish atmosphere

Selon une étude publiée dans le Planetary Science Journal au début de l’année 2022, le volcanisme à grande échelle qui a recouvert de lave 80% de la surface de Vénus a probablement été le facteur décisif qui a fait passer la planète d’un monde humide et doux à une atmosphère sulfurique irrespirable.
La température de surface sur Vénus est d’environ 464 degrés Celsius, et il y a une pression de 90 atmosphères sous les nuages de dioxyde de carbone où se mêle l’acide sulfurique. Souvent considérée comme la « jumelle maléfique » de la Terre, Vénus est victime d’un effet de serre incontrôlable, probablement amplifié par la proximité de la planète avec le Soleil, ce qui signifie qu’elle reçoit plus de chaleur.
Cependant, il y a de plus en plus de preuves que Vénus a probablement été autrefois – et plus récemment qu’on le pense – un monde tempéré assez semblable à celui que nous connaissons sur Terre. Ce sont les scientifiques du Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland qui ont développé cette nouvelle approche de Vénus. Dans leur dernier article, ils affirment que c’est probablement le volcanisme de Vénus qui a chamboulé l’atmosphère de la planète en y envoyant de grandes quantités de dioxyde de carbone.
Dans les années 1990, le vaisseau spatial Magellan de la NASA a cartographié la surface de Vénus, invisible autrement car elle est obscurcie par l’atmosphère dense de la planète. La mission a découvert qu’une grande partie de la surface était recouverte de basalte d’origine volcanique. C’est le résultat de dizaines de milliers, voire de centaines de milliers d’années d’un volcanisme intense qui s’est produit à un moment donné au cours du dernier milliard d’années. En particulier, plusieurs de ces éruptions sont survenues en l’espace d’un million d’années, et chacune a recouvert de lave des centaines de milliers de kilomètres carrés. Ces éruptions ont probablement envahi l’atmosphère de Vénus d’une telle quantité de dioxyde de carbone qu’elle n’a pas pu l’absorber. Les océans existants se sont évaporés, ce qui a ajouté de l’humidité à l’atmosphère, et comme la vapeur d’eau est aussi un gaz à effet de serre, cela a accéléré l’effet de serre existant. Au fil du temps, l’eau s’est perdue dans l’espace, mais le dioxyde de carbone est resté et a donné naissance au monde inhospitalier qui existe aujourd’hui.
La fréquence à laquelle des événements volcaniques de grande ampleur se sont produits sur Terre, avec la formation de grandes provinces ignées, signifie que plusieurs de ces événements ont pu se produire sur Vénus en l’espace d’un million d’années. La Terre elle-même a connu des événements similaires, avec des « super-éruptions » qui ont entraîné des événements d’extinction de masse au cours des derniers 500 millions d’années. Par exemple, l’extinction massive de l’ère du Dévonien supérieur il y a 370 millions d’années a été attribuée par certains au super-volcanisme dans ce qui est aujourd’hui la Russie et la Sibérie, en même temps qu’à une autre éruption majeure en Australie. L’extinction massive du Trias-Jurassique est largement imputée à la formation de la plus grande des provinces ignées sur Terre, la Province Magmatique de l’Atlantique Central, il y a 200 millions d’années. Même la mort des dinosaures il y a 65 millions d’années peut avoir été causée à la fois par un astéroïde et par une super éruption dans les Trapps du Deccan en Inde.
Pour des raisons encore inconnues, des événements volcaniques semblables sur Vénus ont été beaucoup plus répandus et ont provoqué un effet de serre qui a transformé la planète. Dans le même temps sur Terre, le cycle carbone-silicate qui joue le rôle de thermostat naturel de la planète, avec échange du dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre entre le manteau et l’atmosphère pendant des millions d’années, a pu empêcher la Terre de devenir comme Vénus.
Deux futures missions de la NASA tenteront de répondre à certaines questions : la mission DAVINCI visant à étudier les gaz sur Vénus, sera suivie de VERITAS – Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography and Spectroscopy – au début des années 2030. La mission EnVision de l’Agence Spatiale Européenne devrait débuter dans les années 2030, tandis que la Chine a proposé une possible mission VOICE qui atteindrait Vénus en 2027 pour étudier l’atmosphère et la géologie de la planète. L’un des principaux objectifs de DAVINCI est d’étudier l’histoire de l’eau sur Vénus ainsi que le moment où elle a pu disparaître. Cela fournira un aperçu de la façon dont le climat de Vénus a changé au fil du temps.
Source : Space.com.

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According to a study published in the Planetary Science Journal early in 2022, massive global volcanism that covered 80% of Venus’ surface in lava may have been the deciding factor that transformed Venus from a wet and mild world into the suffocating, sulfuric planet that it is today.

The surface temperature on Venus is about 464 degrees Celsius, and there is a pressure of 90 atmospheres underneath the dense clouds of carbon dioxide laced with sulfuric acid. Often decried as Earth’s « evil twin, » Venus is a victim of a runaway greenhouse effect, probably amplified by Venus’ proximity with the Sun, which means it is receiving more heat.

However, there is growing evidence that Venus could have once been a temperate world somewhat similar to Earth, perhaps more recently than expected.

Scientists at NASA’s Goddard Space Flight Center in Maryland, have developed this new vision of Venus. In their latest paper, they argue that Venus’ volcanism could have ultimately been what pushed the planet over the edge by sending vast amounts of carbon dioxide billowing into Venus’ atmosphere.

In the 1990s, NASA’s Magellan spacecraft mapped the surface of Venus, which is otherwise obscured by the planet’s dense atmosphere, and found that much of the surface was covered in volcanic basalt rock. This is the result of tens of thousands, if not hundreds of thousands of years’ worth of massive volcanism that occurred at some point in the past billion years. In particular, several of these events coming in the space of a million years, and each covering hundreds of thousands of square kilometers in lava, could have endowed Venus’ atmosphere with so much carbon dioxide that the climate was unable to cope. Existing oceans boiled away, adding moisture to the atmosphere, and because water vapour is also a greenhouse gas, it accelerated the greenhouse effect. Over time, the water was lost to space, but the carbon dioxide, and the inhospitable world, remained.

The frequency with which massive volcanic events forming large igneous provinces have occurred on Earth implies that it is likely that several such events could have occurred on Venus within a million years. Earth itself has had some similar events, with « super-volcanoes » which have been connected to numerous mass-extinction events over the past half-a-billion years. For example, the Late Devonian era mass extinction 370 million years ago has been attributed by some to super-volcanism in what is now Russia and Siberia, as well as to a separate super-volcanic eruption in Australia. The Triassic–Jurassic mass extinction is widely blamed on the formation of the biggest of Earth’s large igneous provinces, the Central Atlantic Magmatic Province, 200 million years ago. Even the death of the dinosaurs 65 million years ago may have been caused both by an asteroid strike and super-volcanism in the Deccan Traps in India.

For unknown reasons, similar volcanic events on Venus were much more widespread and instigated a runaway greenhouse effect that transformed the planet. Meanwhile on Earth, the carbon-silicate cycle that acts as the planet’s natural thermostat, exchanging carbon dioxide and other greenhouse gases between the mantle and the atmosphere over millions of years, was able to prevent Earth from following the same path as Venus.

Two future NASA missions will endeavour to answer some of these questions. the DAVINCI mission aimed at studying gases on Venus, will be followed by VERITAS – Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography and Spectroscopy – in the early 2030s. The European Space Agency’s EnVision mission also targets launch sometime in the 2030s, while China has proposed a possible mission called VOICE that would reach Venus in 2027 to study the planet’s atmosphere and geology. A primary goal of DAVINCI is to narrow down the history of water on Venus and when it may have disappeared, providing more insight into how Venus’ climate has changed over time.

Source: Space.com.

Image composite de Vénus réalisée à partir des données fournies par les sondes Magellan et Pioneer Venus Orbiter (Source: NASA)

Reconstitution en trois dimensions du Maat Mons, l’un des principaux volcans sur Vénus avec ses quelque 8 km de hauteur (Source: NASA)