Des impacts dans un océan à l’origine de vastes tsunamis sur Mars

Jeudi, 23 mars 2017

Selon un article publié par la revue JGR Planets (édition en ligne, 7 mars 2017), Mars aurait connu des mega-tsunamis produits par des impacts de météorites dans un océan. Ces dernières années, divers travaux avaient étudié la possibilité qu’un tel événement puisse se produire sur Mars, mais aucune équipe n’avait pu identifier les cratères à l’origine de ces tsunamis. C’est chose faite, car une équipe internationale pilotée par des scientifiques du laboratoire GEOPS (CNRS/Université Paris Sud) avec des scientifiques du laboratoire Magmas et Volcans (CNRS/Université Clermont Auvergne/Université Jean Monnet/IRD) et du laboratoire de Géographie Physique (CNRS/Université Panthéon-Sorbonne/Université Paris Est Créteil) vient d’identifier les cratères d’impact à l’origine de ces événements. 

Dans une première étape les chercheurs ont distingué et cartographié des dépôts lobés s’étendant à la limite de supposés paléo-rivages d’un ancien océan (Figure 1). Les directions principales de ces coulées de plusieurs kilomètres de large attestent d’une zone source située plus au Nord, au beau milieu d’une vaste plaine nommée Vastitas Borealis, qui serait anciennement occupée par un océan1. Plus surprenant, ces coulées s’étendent sur plus de 150 km à l’intérieur des terres, dépassant même les limites cartographiées des supposés paleo-rivages et remontant les pentes sur plusieurs dizaines de mètre d’altitude. Ces formations ont toutes les caractéristiques des dépôts de tsunamis terrestres activement étudiés par les scientifiques du Laboratoire de Géographie Physique (CNRS/Université Panthéon-Sorbonne/Université Paris Est Créteil). La datation de ces dépôts de tsunamis par comptage2 de cratères indique la présence d’un océan sur Mars il y a environ 3 milliards d’années.


Figure 1 : A : Fronts lobés de coulées mises en place lors d’un tsunami dans la région de Vastitas Borealis (B). En C, rides de compression produites en amont d’un obstacle topographique. Les vagues du tsunami ont contournés l’obstacle en remontant les pentes sur plusieurs dizaines de kilomètre. Les flèches noires indiquent le sens de l’écoulement. Crédits : Costard et al. , 2017 JGR Planets. AGU publications.

Avec le modèle numérique développé par un chercheur du laboratoire Magmas et Volcans il a été possible de reconstituer précisément les propagations des vagues de tsunami à partir de trois cratères d’impact identifiés comme s'étant formés dans un océan. Ces coulées aux fronts lobés auraient été déposées par les vagues de tsunami lorsqu'elles inondaient les paléo-rivages par la propagation d’une ou plusieurs ondes déclenchées par des impacts dans un océan.  

Lors d’un impact de météorites dans un océan, il se forme deux vagues successives : la première produite lors de l’expulsion de l’océan au moment de l’impact et la deuxième produite par le soudain remplissage de l’océan dans la profonde cavité formée par le cratère. Les impacts dans l’océan martien auraient provoqué une onde de choc propageant une vague de 150 m de hauteur à la vitesse de 60 m/s (Figure 2). Les fronts lobés des coulées observés sur les images (figure 1) sont les témoins du passage de ces vagues successives sur les rivages d’un paléo-océan sur Mars.


Figure 2 : Modélisation de la propagation des vagues (en jaune et rouge) déclenchées par un impact de 30 km de diamètre (cercle noir) dans un océan (bleu) sur Mars. On notera que les deux vagues arrivent sur les côtes (couleur grise) là où justement s’observent les vastes fronts lobés des coulées (cf Figure 1A). Crédits : Costard et al. , 2017 JGR Planets. AGU publications.

La découverte de ces tsunamis sur les paleo-rivages de l’hémisphère Nord de Mars relance le débat de l’existence d’un océan et donc de la stabilité de l’eau liquide sur cette planète.

 

Contacts scientifiques : 

  • François Costard, chercheur CNRS,  01 69 15 49 10, francois [dot] costard [at] u-psud [dot] fr         
  • Antoine Séjourné, chercheur Université Paris-Sud,  01 69 15 49-29, antoine [dot] sejourne [at] u-psud [dot] fr 

 

Note(s): 

1-d'après Steve Clifford (Lunar and Planetary Institut, Houston)

2-réalisé par Sylvain Bouley (GEOPS, Université Paris Sud/CNRS)

Source(s): 

F. Costard, A. Séjourné, K. Kelfoun, S. Clifford, F. Lavigne, Il Di Pietro, S. Bouley, Modeling tsunami propagation and the emplacement of thumbprint terrain in an early Mars ocean JGR Planets, DOI: 10.1002/2016JE005230

La reprise des actualités du site est autorisée avec la mention "Source : Actualités du CNRS-INSU" et un lien pointant sur la page correspondante.