InSight connaît ses deux plus grands tremblements de terre venant de l’opposé de la planète

Le 26 novembre 2018, l’Interior Exploration Landing Survey, Geodesy, and Heat Transport (InSight) de la NASA a atterri sur Mars. Depuis lors, la mission du robot a utilisé son ensemble avancé d’instruments pour étudier l’activité intérieure et géologique de Mars afin d’en savoir plus sur son origine et son évolution. L’un d’eux est le Seismic Internal Structure Test (SEIS), le principal instrument de la Terre, qui a été utilisé à la surface de Mars moins d’un mois après son arrivée.

Le 25 août 2021, la mission a identifié un tremblement de terre de magnitude 4,2 et un tremblement de terre de magnitude 4,1, les deux plus grands événements sismiques jamais enregistrés. Ces événements (S0976a et S1000a, respectivement) étaient cinq fois plus forts que l’événement majeur précédent (un tremblement de terre multiplié par 3,7 en 2019) et le premier à commencer 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 les limites de son noyau et de son manteau.

L’étude a été menée par Anna Horleston, chercheuse principale à la School of Earth Geophysics de l’Université de Bristol, et une équipe internationale de géophysiciens et de sismologues. Comme ils l’ont noté dans leurs conclusions dans le rapport Marsquake Service (MQS) d’InSight pour l’année. Enregistrement sismiqueils ont pu tracer les ondes corporelles dont elles sont issues – constituées d’ondes primaires (PP) plus rapides (également appelées ondes longitudinales) et d’ondes de cisaillement lentes (SS) (également appelées ondes de compression).

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Le plus grand des deux (S0976a) a été trouvé à Valles Marineris, l’une des caractéristiques géologiques distinctives de Mars et le plus grand système de canyons du système solaire. Des images orbitales antérieures de ruptures transversales et de glissements de terrain dans la région ont montré que Valles Mariner était sismiquement active. Cependant, 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 enregistré le plus long, durant 94 minutes.

Malheureusement, les scientifiques n’ont pas été en mesure de déterminer l’origine du S1000a lorsqu’ils ont découvert qu’il provenait également d’un côté éloigné de Mars. Leurs résultats ont indiqué que cela pouvait se produire dans un rayon de 65° à partir de l’extrémité Est de Vallis Marineris (voir carte ci-dessous). Ils ont également confirmé que les deux tremblements de terre ont eu lieu dans la “zone d’ombre centrale”, une zone qui modifie la trajectoire des ondes longitudinales et compressives.

Cela signifie que les ondes n’atteignent pas directement le 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 Zurich, a expliqué l’importance de ces découvertes dans un récent communiqué de presse de l’American Society of Seismology (SSA) :

« L’enregistrement d’événements dans la zone d’ombre est un véritable tremplin pour notre compréhension de Mars. Avant ces deux événements, la plupart de la sismicité était d’environ 40 degrés par rapport à InSight. Étant dans l’ombre nucléaire, l’énergie traverse des parties de Mars que nous n’avons jamais essayées sismologiquement auparavant.

Carte du terrain de Mars montrant l’emplacement d’InSight (triangle orange), la zone où S1000a s’est produit et l’origine de S0976a à Valles Mariner. Crédit : Horelston et al. (2022)

Bien que les deux tremblements de terre se soient produits de l’autre côté de Mars, ils différaient également à certains égards. En bref, S0976a n’était caractérisé que par une énergie basse fréquence (constituée d’ondes PP et SS réfléchies) et était probablement beaucoup plus profond. Dans le même temps, le S1000a avait un spectre de fréquences très large, y compris des ondes Pdiff de faible amplitude qui traversaient la frontière du manteau nucléaire. C’était la première fois qu’InSight détectait une telle énergie sismique qu’elle pouvait révéler de nouvelles informations sur la sismologie de Mars.

Enfin, Horleston a déclaré que les deux événements sont des anomalies dans le catalogue sismique InSight :

“[S1000a] est un départ clair de notre catalogue et est essentiel pour mieux comprendre la sismologie de Mars. Ce ne sont pas seulement les événements les plus grands et les plus éloignés, mais aussi le spectre et la durée du S1000a, contrairement aux autres événements précédemment observés. Ce sont des événements vraiment significatifs dans le catalogue sismique de Mars.

“Le spectre de fréquence du dernier événement est beaucoup plus similaire à la famille d’événements que nous observons, modélisés comme de faibles tremblements de terre, donc cet événement peut s’être produit près de la surface. S0976a ressemble à de nombreux événements que nous avons identifiés à Cerberus Fossae. modélisé à environ 50 kilomètres ou plus et il est probable que cet événement ait un mécanisme de source profonde similaire.

Lecture complémentaire : Société américaine de sismologie (ASS)

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