Sciences & Espaces : Eden Patera, le premier supervolcan découvert sur Mars ? Par Laurent Sacco

Sciences & Espaces : Eden Patera, le premier supervolcan découvert sur Mars ?

Voilà plus de 3,7 milliards d'années, Mars avait une importante activité volcanique. Mais bien que l'on ait des traces de cette activité sous forme de dépôts de cendres, les volcans les ayant produits n'avaient pas été clairement identifiés. Ce serait chose faite avec Eden Patera, qui serait même un supervolcan. Le premier découvert sur la Planète rouge — cette hypothèse fait déjà débat —, il permettrait de repenser l'histoire de son climat.

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Sur cette image en fausses couleurs obtenue à partir des observations de la sonde européenne Mars Express, la dépression d’Eden Patera, dans la région martienne d’Arabia Terra, est bien visible. On pensait qu'il s'agissait d'un cratère d'impact vieux d'au moins 3,7 milliards d'années (les dépôts représentés en bleu sombre sont plus jeunes). Il s'agirait en réalité d'un édifice volcanique, et peut-être d'un supervolcan. Sept autres structures similaires ont été découvertes dans la même région.

Tous les planétologues savent qu’il existe dans le Système solaire des régions à la surface des planètes qui se distinguent des régions voisines par un contraste marqué. Ce sont les premières structures à avoir été identifiées, nommées et étudiées à la surface des astres vus depuis la Terre. Il suffit de lever la tête en direction de la Lune pour en découvrir : ce sont les mers lunaires.


On a donné le nom de formation d'albédo à ces régions. Un autre exemple bien connu en exogéologie est Arabia Terra sur Mars. Son nom est un vestige du temps où Giovanni Schiaparelli croyait voir des canaux sur la Planète rouge. Cette formation albédo, située dans l'hémisphère nord de la planète, lui rappelait la forme de la péninsule Arabique.



L'hypothèse de la découverte d'un ancien supervolcan sur Mars est développée dans cette vidéo.

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Aujourd’hui, on sait que c’est une région fortement cratérisée datant du Noachien, voilà plus de 3,7 milliards d’années. C’est le nom que l’on a donné à l’une des trois époques, ou éons, de l’histoire géologique de Mars. Le Noachien correspond en gros à l’Hadéen sur Terre. Les terrains d’Arabia Terra sont donc anciens, ce que prouve d’ailleurs le fait qu’ils contiennent beaucoup de cratères d’impacts, généralement de grande taille.

Eden Patera, un volcan pris pour un cratère d'impact ?

Depuis un moment déjà, l’un de ces cratères d’impacts avait attiré l’attention de Joseph Michalski du Planetary Science Institute (Arizona, États-Unis). Il se nomme Eden Patera (une patera, ou patère dans l'Antiquité romaine, était un vase large et peu profond ressemblant à une soucoupe). Profond d’environ 1,8 km, ses dimensions à la surface de Mars sont de 55 x 85 km. Curieusement, avec une telle taille, on s’attendrait à ce que ce cratère d’impact possède un pic central et soit entouré de restes d’éjectas caractéristiques. Or, ce n’est pas le cas. De plus, Eden Patera contient trois dépressions. Pour l’œil d’un planétologue un peu exercé en exogéologie, Eden Patera ressemble plus à un volcan qu’à un cratère d’impact d'astéroïde.

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La caldeira d'Eden Patera apparaît en gris sur cette image en fausses couleurs. Il est probable qu'elle se soit formée lors de l'éruption de ce qui pouvait être un supervolcan au Noachien sur Mars.

Des volcans dans Arabia Terra, voilà précisément ce que recherchait Michalski. En effet, on savait qu’il existait dans cette formation albédo de nombreux dépôts de matériaux ressemblant à des cendres. Mais personne n’avait pu trouver les édifices volcaniques qui auraient pu les produire dans cette région pendant le Noachien. Bien sûr, étant donné l’ancienneté du site, ces volcans auraient pu disparaître à cause de l’érosion. Déjà convaincu qu’il avait trouvé ce qu’il cherchait, Michalski a voulu en avoir le cœur net en appelant à l’aide son collègue, le géologue Jacob E. Bleacher du Goddard Space Flight Center de la Nasa. Les deux chercheurs viennent de publier leurs conclusions dans un article de Nature.

Selon eux (une polémique existe déjà à ce sujet), Eden Patera serait un exemple de ce qu’on appelle sur Terre une caldeira, comme celle de Santorin qui a probablement été à l’origine du mythe de l’Atlantide. La caldeira proviendrait donc de l’effondrement d’une chambre magmatique, à la suite d’une éruption gigantesque ayant produit rapidement en surface une immense quantité de lave et de matériaux pyroclastiques. Michalski et Bleacher vont même plus loin. Sur Terre, Eden Patera serait associée à des éruptions du type de celles des supervolcans. Des exemples bien connus sont les éruptions à l’origine de Yellowstone aux États-Unis, ou du lac Toba en Indonésie.

Volcanisme martien générateur d'un effet de serre ?

Surtout, cette découverte, qui aurait sûrement plu à Haroun Tazieff (dont on va fêter le centenaire en 2014) et à Katia et Maurice Krafft s’ils étaient encore parmi nous, a des implications sur l’histoire volcanique de Mars, ainsi que sur celle de son climat.

Les chercheurs savaient que le volcanisme martien du Noachien devait être particulièrement explosif, et il a laissé des traces bien visibles. Mais on n’avait encore jamais découvert des volcans datant de cette époque. Ceux connus étaient plus jeunes, à l’exception probable d’Olympus Mons, dont l’activité a pu commencer au Noachien. Eden Patera semble clairement être un volcan de cet éon, et il s’agirait probablement d’un supervolcan, le premier découvert sur Mars. D’autres candidats à ce titre dans Arabia Terra ont été repérés, comme Euphrates Patera, Ismenia Patera, Oxus Patera et Siloe Patera.

Il apparaît donc maintenant que des quantités massives de gaz carbonique, de dioxyde de soufre et de vapeur d’eau auraient pu être éjectées dans l’atmosphère de la jeune Mars. L’effet de serre résultant était peut-être plus important que le refroidissement causé par les cendres bloquant la lumière du Soleil. Si tel était le cas, de l’eau a pu rester sous forme liquide sur la Planète rouge plus longtemps qu’on le croyait possible. En réalité, cela cadrerait bien avec les observations faites concernant le Noachien et qui rendaient les géologues perplexes. Si la théorie des deux chercheurs se confirme, elle a de quoi intéresser les exobiologistes.


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