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Tectonique des plaques sur Mars ?

Des bandes magnétiques sur Mars sont similaires à celles des fonds sous-marins sur Terre et pourraient indiquer d'anciens mouvements de la croûte martienne.

FROM A NASA HQ PRESS RELEASE

artists concept of magnetic fields on Mars and Earth Apr. 29, 1999: Mars Global Surveyor a découvert une preuve surprenante de mouvements passés de la croûte martienne, suggérant que l'ancien Mars était plus dynamique, comme l'est la Terre aujourd'hui.

Les scientifiques, utilisant les données du magnétomètre embarqué sur MGS ont trouvé des bandes de champs magnétiques sur la surface de Mars. Les bandes magnétiques pointent dans des directions opposées, donnant à ces bandes invisibles une similarité frappante avec les couches des fonds sous marins terriens.

Right: Un concept d'artiste comparant les champs magnétiques actuels terriens et martiens. Le champ magnétique terrien est généré par une dynamo active - un coeur en fusion de métal moulu. Le champ magnétique entoure la Terre est est considéré comme global (image B, dessus). Les divers champs magnétiques martiens (image A, dessous) n'englobent pas la planète entière et sont locaux. La dynamo martienne est éteinte, et ses champs magnétiques sont des "fossiles" rémanents de son ancient champ magnétique global. IMAGE CREDIT: NASA Mario Acuna, Jack Connerney, Chris Meaney

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Sur Terre, le sol sous marin s'étend séparément (se défait, se détache) lentement des crêtes mid oceaniques à mesure qu'une nouvelle croûte émerge de l'intérieur bouillant de la Terre. Cependant, le sens des champs magnétiques terriens s'inverse occasionnellement, ayant pour effet des bandes alternatives dans la nouvelle croûte qui porte un enregistrememnt fossile des derniers millions d'années de l'histoire magnétique terrienne, ce qui a validé la déjà controversée théorie de la tectonique des plaques.

La découverte de ce modèle sur Mars pourrait révlutionner le concept courant de l'évolution de la planète rouge," a déclaré le Dr. Jack Connerney of NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, an investigator on the Global Surveyor's magnetometer team. "Si les bandes sur Mars sont une empreinte du détachement de la croûte, elles sont une relique d'une ère lointaine de tectonique des plaques sur Mars. Cependant, à la différence de la Terre, cette activité est certainement éteinte."

Des explications alternatives de cette structure en bandes pourrient être la fracture et le cassage d'une ancienne croute uniformément magnétisée en raison d'une activité volcanique ou de forces tectoniques ayant pour résultat l'émergence ou la chûte de terrains avoisinants.

Left: Cette image est une carte des champs magnétiques martiens dans les terrains hauts (highlands) Sud près de Terra Cimmeria et Terra Sirenum, centré sur 180° de longitude de l'équateur vers le pôle. C'est ici que les bandes magnétiques résultant probablement de mouvements de la croûte sont les plus visibles. Les bandes sont orientées à peu près Est-Ouest et ont à peu près 165 km de large et 950 km de long, même si la plus longue bande s'étire sur plus de 1900 km. Les fausses couleurs bleu et rouge représentent les champs électromanétiques invisibles de la croûte martienne qui pointent dans des directions opposées. Les champs magnétiques semblent organisés en bandes, avec des bandes adjacentes pointant dans des directions opposées, donnant à ces bandes une similarité frappante avec les couches vues sur la croûte terrienne sur les crêtes mid-océaniques. PHOTO CREDIT: NASA, Jack Connerney, Mario Acuna, Carol Ladd

"Imaginez une fine couche de peinture sur un ballon, où la peinture est la croûte martienne, " explique le Dr. Mario Acuna of Goddard, principal investigator on the Global Surveyor magnetometer. "Si nous gonflons plus le ballon, des craquelures vont se développer sur la peinture, et les bords des craquelures auront automatiquement des polarités opposées car la nature ne permet pas ici qu'un pôle positif n'ait pas son pendant négatif ("counterpart")."

Peer-reviewed research based on the observations will be published in the April 30 issue of the journal Science.

Les observations des ainsi nommées bandes magnétiques ont été rendues possibles grâce à l'orbite spéciale d'aérofreinage de Mars Global Surveyor. Ce procédé selon lequel on part de la plus haute atmosphère martienne pour graduellement former l'orbite de la sonde en cercle a été étendu en raison d'un problème avec un panneau solaire du vaisseau. Le point le plus bas de chaque orbite elliptique passe sous l'ionosphère de la planète, permettant de ce fait au magnétomètre d'obtenir de meilleures mesures de Mars

"A son orbite nominale de plus de 320 km (200 miles) d'altitude, les instruments auraient eu trop d'interférences pour permettre un telle résolution et nous n'aurions pas détecté cela." note Acuna. "Nous avons commencé avec de la malchance pour finalement tirer le gros lot."

Les bandes de la croûte magnétisée ont été formées apparemment dans un lointain passé quand Mars avait une dynamo active qui a généré un champ magnétique global. Mars était géologiquement active avec de la roche en fusion émergeant des profondeurs vers la surface pour former un nouvelle croûte. Comme la nouvelle croûte se solidifiait, le champ magnétique qui imprégnait la roche était "gelé" dans la croûte. Périodiquement, lorsque les conditions dans la dynamo changeaient et le champ magnétique global voyait sa polarité ("direction") inversée. Le champ magnétique opposé était donc "gelé" dans la nouvelle croûte.

Right: Ces images sont un concept artistique du processus qui a pû générer ces bandes magnétiques dans la croûte de l'ancien Mars. Sur l'image de gauche, les flèches bleues et la flèche du compas indiquent la direction du champ magnétique. La forme jaune-orange représente de la roche en fusion (magma) remontant au dessous de la croûte martienne. Les bandes rouge et bleu sont la croûte magnétisée de chaque côté d'un centre d'étalement, ou rift. IMAGE CREDIT: NASA Jack Connerney/Mario Acuna/Chris Meaney

"Comme un magnétophone, la croûte a préservé un enregistrement fossile des directions des champs magnétiques qui ont prévalu à différents moments d'un passé lointain," déclare Connerney. Quand le coeur chaud de la planète s'est refroidi, la dynamo s'est arretée et le champ magnétique de Mars s'est éteint. Pourtant, un enregistrement du champ magnétique a été préservé dans la croûte, et détecté par l'instrument de Global Surveyor.

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La carte magnétique martienne de cette mission pourrait bien aider à la résolution d'un autre mystère -- l'origine de la différence frappante d'aspect entre les terrains bas, avec des cratères clairsemés du Nord et les terrains hauts remplis de cratères du Sud. La carte montre que les régions du Nord sont exemptes pour la plupart de magnétisme, indiquant par là-même que la croûte du Nord s'est formée après que la dynamo se fût éteinte.

"La dynamo est probablement morte quelques centaines de millions d'années après la formation de Mars. Une possibilité est que les derniers impacts d'asteroide suivis par une activité volcanique ont chauffé et entrechoqué de grandes étendues de la croûte Nord, interdisant tout champ magnétique et "smoothing" le terrain," déclare Acuna. "Quand la croûte s'est refroidie, il n'y avait plus de champ magnétique à "geler".

La carte identifie une aire dans l'hemisphere Sud comme étant la plus ancienne croute non-modifiée sur Mars. Ce secteur est celui où les bandes magnétiques sont les plus visibles. Les bandes, orientées Est-Ouest ont à peu près 165 km de large et 950 km de long, même si la plus longue s'étire sur plus de 1900 km.

Les bandes sont plus larges que celles de la Terre, peut-être pour deux raisons, déclare Connerney. "La croûte martienne pourrait avoir été formée à une plus grande vitesse, faisant qu'un champ magnétique donné se serait imprimé sur un secteur plus large avant que le suivant (de direction différente) n'arrive. Ensuite, le champ magnétique martien pourrait avoir vu sa direction changer moins souvent que sur Terre, ce qui aurait laissé plus de temps à une direction de champ pour s'imprimer dans la croûte,tout ceci laissant de plus larges bandes.

Pour pouvoir appeler ce modèle un centre d'étalement de la croûte comme celui observé dans les pentes mid-océaniques sur Terre, nous avons besoin de trouver un point de symétrie, où le modèle sur un côté correspond à celui de l'autre côté. Nous n'avons pas encore trouvé d'évidence de ce type de symétrie," ajoute Connerney.



Web Links

NASA HQ press release - Apr. 29, 1999

The Planet Mars - from the SEDS Nine Planets web site

Life on Mars - A review of evidence of signs of life in the Allen Hills meteorite

Mars Global Surveyor - home page

Mars at opposition - 1995 images from the Hubble Space Telescope

Mars - by Percival Lowell, 1895

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