Le sismomètre placé sur Mars par l’atterrisseur InSight de la NASA a enregistré ses deux plus grands événements sismiques à ce jour : un tremblement de terre de magnitude 4,2 et un tremblement de terre de magnitude 4,1. La paire est le premier événement enregistré à se produire de l’autre côté de la planète par rapport à l’atterrisseur et est cinq fois plus fort que le plus grand événement enregistré précédemment.
Les données sur les ondes sismiques des événements pourraient aider les chercheurs à en savoir plus sur les couches intérieures de Mars, en particulier sa limite noyau-manteau, rapportent les chercheurs du Marsquake Service (MQS) d’InSight dans L’enregistrement sismique.
Anna Horleston de l’Université de Bristol et ses collègues ont pu identifier les ondes PP et SS réfléchies à partir de l’événement de magnitude 4,2, appelé S0976a, et localiser son origine dans le Valles Marineris, un réseau de canyons massif qui est l’une des caractéristiques géologiques les plus distinctives de Mars. et l’un des plus grands systèmes de graben du système solaire. Des images orbitales antérieures de failles transversales et de glissements de terrain suggéraient que la zone serait sismiquement active, mais le nouvel événement est la première activité sismique confirmée là-bas.
S1000a, l’événement de magnitude 4,1 enregistré 24 jours plus tard, était caractérisé par des ondes PP et SS réfléchies ainsi que par des ondes Pdiff, des ondes de petite amplitude qui ont traversé la frontière noyau-manteau. C’est la première fois que des ondes Pdiff sont repérées par la mission InSight. Les chercheurs n’ont pas pu déterminer avec certitude l’emplacement de S1000a, mais comme S0976a, il est originaire de la face cachée de Mars. L’énergie sismique de S1000a a également la particularité d’être la plus longue enregistrée sur Mars, d’une durée de 94 minutes.
Les deux tremblements de terre se sont produits dans la zone d’ombre du noyau, une région où les ondes P et S ne peuvent pas se rendre directement au sismomètre d’InSight car elles sont arrêtées ou courbées par le noyau. Les ondes PP et SS ne suivent pas un chemin direct, mais sont plutôt réfléchies au moins une fois à la surface avant de se rendre au sismomètre.
« 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 », a déclaré Savas Ceylan, co-auteur de l’ETH Zürich. « Étant dans l’ombre du noyau, l’énergie traverse des parties de Mars que nous n’avons jamais pu échantillonner sismologiquement auparavant. »
Les deux tremblements de mars diffèrent à certains égards importants. S0976a se caractérise uniquement par une énergie de basse fréquence, comme la plupart des tremblements de terre identifiés jusqu’à présent sur la planète, tandis que S1000a a un spectre de fréquences très large. « [S1000a] est une valeur aberrante claire dans notre catalogue et sera la clé de notre meilleure compréhension de la sismologie martienne », a déclaré Horleston.
S0976a est susceptible d’avoir une origine beaucoup plus profonde que S1000a, a-t-elle noté. « 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 – dont la profondeur modélisée est d’environ 50 kilomètres ou plus et il est probable que cet événement ait un mécanisme de source similaire et profond. »
Comparés au reste de l’activité sismique détectée par InSight, les deux nouveaux tremblements de terre lointains sont de véritables valeurs aberrantes, ont déclaré les chercheurs.
« Non seulement ce sont les événements les plus grands et les plus éloignés de loin, mais S1000a a un spectre et une durée qui ne ressemblent à aucun autre événement observé auparavant. Ce sont vraiment des événements remarquables dans le catalogue sismique martien », a déclaré Horleston.
Anna C. Horleston et al, La face cachée de Mars : Deux tremblements de Mars lointains détectés par InSight, L’enregistrement sismique (2022). DOI : 10.1785/0320220007