Le nov. Le 26 février 2018, l’atterrisseur d’exploration intérieure de la NASA utilisant les enquêtes sismiques, la géodésie et le transport de chaleur (InSight) est arrivé sur Mars. Depuis lors, cette mission robotique utilise sa suite d’instruments avancés pour étudier l’activité intérieure et géologique de Mars afin d’en savoir plus sur sa formation et son évolution. L’un d’eux est l’expérience sismique pour la structure intérieure (SEIS), l’instrument principal de l’atterrisseur, qui a été déployé sur la surface martienne moins d’un mois après son arrivée.
Le 25 août 2021, la mission a détecté un tremblement de terre de magnitude 4,2 et un tremblement de terre de magnitude 4,1, les deux plus grands événements sismiques enregistrés à ce jour. Ces événements (étiquetés S0976a et S1000a, respectivement) étaient cinq fois plus forts que le plus grand événement précédent (un tremblement de terre de 3,7 en 2019) et le premier qui a pris naissance de l’autre côté de la planète. Les données sur les ondes sismiques de ces événements pourraient aider les scientifiques à en savoir plus sur l’intérieur de Mars, en particulier sur sa limite noyau-manteau.
Cette recherche a été menée par Anna Horleston, associée de recherche principale à la School of Earth Sciences Geophysics de l’Université de Bristol, et une équipe internationale de géophysiciens et de sismologues. Comme ils l’ont indiqué dans leurs conclusions, qui ont été publiées dans le rapport InSight’s Marsquake Service (MQS) en L’enregistrement sismiqueils ont pu retracer l’origine des événements en fonction de leurs ondes corporelles – qui consistent en des ondes primaires (PP) plus rapides (alias longitudinales) et des ondes de cisaillement lentes (SS) (alias compression).
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Le plus grand des deux (S0976a) a été attribué à Valles Marineris, l’une des caractéristiques géologiques distinctives de Mars et le plus grand système de canyons du système solaire. Des images antérieures de failles transversales et de glissements de terrain dans la région, prises depuis l’orbite, suggéraient que Valles Marineris était sismiquement active. Mais ce dernier événement est la première fois qu’une activité sismique y est confirmée. Le second, S1000a, s’est produit 24 jours plus tard et a été l’événement le plus long jamais enregistré, d’une durée de 94 minutes.
Malheureusement, les chercheurs n’ont pas pu identifier l’origine du S1000a au-delà d’établir qu’il venait également de l’autre côté de Mars. Leurs résultats ont montré qu’il aurait pu se produire n’importe où à moins de 65 ° d’une zone centrée sur l’extrémité orientale de Vallis Marineris (voir carte ci-dessous). Ils ont également confirmé que les deux tremblements de terre se sont produits dans la “zone d’ombre centrale”, une région qui modifie la trajectoire des ondes longitudinales et de compression.
Cela signifie que les ondes n’atteignent pas directement un sismomètre mais sont réfléchies par le noyau au moins une fois avant d’atteindre l’autre côté de la planète. Savas Ceylan, co-auteur de l’ETH Zürich, a expliqué l’importance de ces détections dans un récent communiqué de presse de la Seismological Society of America (SSA) :
« L’enregistrement d’événements dans la zone d’ombre centrale est un véritable tremplin pour notre compréhension de Mars. Avant ces deux événements, la majorité de la sismicité se situait à environ 40 degrés de distance d’InSight. Étant dans l’ombre du noyau, l’énergie traverse des parties de Mars que nous n’avons jamais pu échantillonner sismologiquement auparavant. »
Bien que les deux tremblements de mars soient originaires de l’autre côté de Mars, ils différaient également à certains égards clés. En bref, S0976a était caractérisé uniquement par une énergie basse fréquence (composée d’ondes PP et SS réfléchies) et était probablement d’origine beaucoup plus profonde. Pendant ce temps, le S1000a avait un spectre de fréquences très large, y compris des ondes Pdiff de faible amplitude qui traversaient la frontière noyau-manteau. C’était la première fois qu’InSight détectait ce type d’énergie sismique, ce qui pourrait révéler de nouvelles informations sur la sismologie martienne.
En fin de compte, a déclaré Horleston, les deux événements sont des valeurs aberrantes en ce qui concerne le catalogue sismique InSight :
“[S1000a] est une valeur aberrante claire dans notre catalogue et sera la clé de notre meilleure compréhension de la sismologie martienne. Non seulement ce sont les événements les plus importants et les plus éloignés par une marge considérable, S1000a a un spectre et une durée qui ne ressemblent à aucun autre événement observé précédemment. Ce sont vraiment des événements remarquables dans le catalogue sismique martien. »
“Ce dernier événement a un spectre de fréquences beaucoup plus semblable à une famille d’événements que nous observons et qui ont été modélisés comme des tremblements de terre peu profonds, de sorte que cet événement peut s’être produit près de la surface. S0976a ressemble à de nombreux événements que nous avons localisés à Cerberus Fossae – une zone de failles étendues – qui ont des profondeurs modélisées d’environ 50 kilomètres ou plus et il est probable que cet événement ait un mécanisme de source similaire et profond. »
Lectures complémentaires : Société sismologique d’Amérique (ASS)