Des chercheurs français et américains ont analysé la signature magnétique de la planète rouge
Les hautes terres de Mars seraient les restes d'une croûte primitive

Paris, le 30 avril 1999

La planète Mars ne possède pas de champ magnétique global significatif, à l'inverse de la Terre et des planètes géantes, selon les résultats de l'expérience MAGnetometer / Electron Reflectometer menée par trois équipes de chercheurs français et américains. En revanche, MAG/ER a découvert des anomalies magnétiques dans les hautes terres de Mars, au sud de la planète. Ces anomalies se seraient formées très tôt, il y a plus de 3,9 milliards d'années, par tectonique de plaques et épanchement des fonds martiens, très proches des fonds marins sur Terre. Les hautes terres de Mars seraient donc des restes d'une croûte primitive, modelée ensuite par des impacts de météorites et des évènements thermiques. Les résultats sont publiés cette semaine dans la revue américaine Science (30 avril 1999).

Si l'hypothèse est validée, il faudra remplacer le modèle de plaque unique, aujourd'hui utilisé pour décrire la surface de Mars, par un modèle impliquant plusieurs plaques.

Lancée le 7 Novembre 1996 de la base de Cap Canaveral, la sonde américaine Mars Global Surveyor (MGS) se positionnait en orbite elliptique autour de la planète Mars dans la nuit du 11 au 12 Septembre 1997. Après un long parcours dans l'espace de 750 millions de kilomètres, la sonde partait à la recherche d'éventuelles signatures magnétiques. Premier satellite martien à descendre à des altitudes comprises entre 100 et 200 km, MGS a survolé plus de 1200 fois le sol, entre septembre 1997 et février 1999. Pendant dix-huit mois, les deux magnétomètres embarqués à bord ont ainsi mesuré jusqu'à 32 fois par seconde le vecteur induction magnétique de la planète.

Aujourd'hui, les équipes du CNRS, de la Nasa et de l'université de Californie de Berkeley (1), présentent une carte relativement complète du magnétisme de Mars. Dès le début de la mission, l'expérience a montré sans ambiguïté que la planète ne possède pas de champ magnétique global significatif, à la différence de la Terre et des planètes géantes. La limite supérieure du moment magnétique de ce champ, environ 2 x 1021 Gauss-cm3, est 10 fois inférieure aux estimations précédentes et environ 40 000 fois inférieure au dipôle du champ terrestre. En revanche, l'expérience MAG/ER a découvert des anomalies magnétiques très fortes signalant que la planète Mars a eu dans le passé une dynamo interne active.

Selon les auteurs, la grande majorité de ces sources magnétiques est associée aux terrains martelés par les impacts de météorites. Des terrains situés au sud de la planète, dans la région dite des hautes terres, par opposition aux plaines du nord, plus fines, plus " jeunes ". En revanche, aucune signature magnétique n'est associée à Tharsis, Elysium, Valles Marineris, aux ensembles volcaniques majeurs de Mars ou aux grands impacts des bassins Hellas et Argyre, que l'on pense du début de l'époque naochienne. La dynamo martienne avait sans doute déjà cessé d'exister quand ces bassins d'impacts ont été formés, il y a environ 3,9 milliards d'années.

Ces données confirment le modèle d'un échauffement immédiat de la planète après son accrétion, suivi d'un refroidissement rapide avec formation de la croûte martienne. La croûte formée sur Mars est riche en fer. En se refroidissant, les roches acquièrent l'aimantation du champ magnétique ambiant. La dynamo aurait fonctionné quelques centaines de millions d'années après l'accrétion, avant de s'éteindre…définitivement.

Plus encore, ces anomalies semblent s'étendre linéairement dans la direction Est-Ouest. Selon les chercheurs, les sources peuvent être représentées par un groupe de vingt bandes de 200km de large et 30km de profondeur, uniformément aimantées et s'étendant indéfiniment. Cette aimantation très ancienne s'est sans doute formée lorsque la croûte de Mars était encore mince. Selon l'hypothèse la plus probable, les bandes magnétiques se sont formées par tectonique de plaques et épanchement des fonds martiens, analogues aux fonds marins sur Terre. Les hautes terres de Mars seraient donc des restes de la croûte primitive modifiée ensuite par des impacts de météorites majeurs et des évènements thermiques.

Si cette hypothèse est validée, il faudra remplacer le modèle de plaque unique, aujourd'hui utilisé pour décrire la surface de Mars, par un modèle impliquant plusieurs plaques.

MGS est depuis février 1999 en orbite circulaire à 360 km d'altitude et doit fonctionner au moins jusqu'en avril 2001. Une nouvelle moisson de résultats originaux est attendue.

(1) Le principal investigateur de l'expérience MAG/ER est le Docteur Mario Acuña du Centre Spatial Goddard de la Nasa à Greenbelt space flight center (GSFC) dans le Maryland (USA). Cette expérience utilise les données recueillies par deux magnétomètres construits au GSFC et un spectromètre d'électrons réalisé au Centre d'étude spatiale des rayonnements de Toulouse, laboratoire spatial du CNRS sous la direction du professeur Henri Rème, en collaboration avec le Space sciences laboratory de l'Université de Californie à Berkeley.

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