16 - 02 - 2005
Résumé
Cet article présente les derniers résultats de Mars Express : son spectro-imageur a confirmé la présence de sulfates à proximité dans un diverticule de Valles Marineris et a fourni une carte de répartition des argiles dans la région de Marwth Vallis. Les dernières données radar de Mars Express concernent, quant à elles, la mesure de l'épaisseur de la calotte glaciaire Nord et la découverte de réflecteurs profonds, lié sans doute à des cratères d'impacts recouverts de sédiments. Le robot Spirit observe, de son côté, différents types de roches dans la région des Columbia Hills : des roches bien stratifiées, des roches ressemblant à des blocs de coulée de lave scoriacée et des roches vacuolaires. Opportunity, toujours dans la région des "Etched Terrains" offre de beaux panoramas.
Table des matières
Depuis notre dernier dossier (30 août 2005), l’arrivée de nouvelles martiennes majeures s'est ralentie. Mais il en arrive quand même, surtout depuis deux semaines et il est temps de faire le point.
Les équipes de Mars express ont publié le 30 novembre 2005 deux nouvelles intéressantes concernant les minéraux hydratés sur Mars (sulfates et argiles).
Elles confirment la présence de sulfates. Sur l’image fausses couleurs de Candor Chasma, diverticule de Valles Marineris (figure 1) , le spectro-imageur a diagnostiqué de la kiesérite (sulfate de magnésium hydraté).
Figure 1. Image fausses couleurs de Candor Chasma
Les zones marquées avec les repères rouges sont riches en kiesérite.
Source : ESA/OMEGA/HRSC
Pour la première fois, l’ESA a publié images et cartes montrant particulièrement bien la répartition des argiles, dans la région de Marwth Vallis. Cette région est constituée de vieux terrains cratérisés, recoupés et/ou recouverts par une vallée de débâcle et par son delta. Les vieux terrains sont riches en argiles, ce qui suggère qu’ils ont longtemps été en contact avec de l’eau liquide, que cette argile est le résultat de l’altération in situ ou de dépôts sédimentaires.
Par contre, la vallée de débâcle et son delta, plus récents, ne contiennent pas (ou très peu d’argile). L’érosion ayant créé cette vallée a déblayé les terrains argileux. Mais l’eau liquide n’est pas restée assez longtemps dans la vallée ou le delta pour refaire de nouveaux minéraux argileux. On retrouve bien là ce qui est très fortement soupçonné depuis 1976 : l’histoire ancienne de Mars était humide, avec présence d’eau liquide pérenne, donc de température supérieure à 0°C.
Puis l’eau liquide pérenne a disparu (refroidissement). Mais pendant cette période sèche parce que froide et qui dure encore, de l’eau liquide a encore occasionnellement coulé sous forme de vallées de débâcle, par exemple à la suite de phénomènes volcaniques faisant temporairement fondre le sol gelé.
Figure 2. Image 3D de Marwth Vallis.
Les taches bleues correspondent aux affleurements d’argile déterminés par le spectro-imageur.
Source : ESA/OMEGA/HRSC
Figure 3. Carte des affleurements d’argile (en blanc à gauche, en bleu à droite) de la région de Marwth Vallis (25°N 340°E).
Les zones pointées en rouge ont fait l’objet d’analyses plus précises, confirmant la présence d’argiles sur les vieux plateaux et son absence au fond de la vallée et dans son delta.
Source : ESA/OMEGA/HRSC
Une des expériences les plus originales de Mars Express est l’utilisation d’un radar pour essayer de diagnostiquer la présence de glace dans le sous-sol de Mars, d’en estimer la quantité, et essayer de mesurer la profondeur de haut et du bas de cette éventuelle couche de glace. Eventuellement, si de l’eau liquide phréatique existe pas trop profondément, le radar pourra la trouver.
Les figures 4 et 5 montrent la sonde avec ses antennes radar déployées et illustrent le principe des mesures.
Tableau 1.
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L’ESA a communiqué deux résultats préliminaires : (1) la découverte de réflecteurs profonds, sans doute un ancien bassin d’impact recouvert de terrain plus récent (figure 6) et (2) la mesure de l’épaisseur de la calotte glaciaire nord, qui serait d’environ 1 km sous le trajet de l’orbite (figure 7) .
Figure 6. Carte topographique sur laquelle sont reportées deux orbites de Mars express (à gauche) et "profil radar" correspondant à ces deux orbites (à droite)
On devine au centre de chaque profil des réflecteurs dessinant une "cuvette". Un ancien bassin d’impact?
Source : ASI/NASA/ESA/Univ. of Rome/JPL (droite) et ASI/NASA/ESA/Univ. of Rome/JPL/MOLA (gauche)
Figure 7. Carte topographique d’un bord de la calotte polaire nord et trajet d’une orbite de Mars Express (en bas) et profil radar correspondant (en haut).
On voit très bien la limite supérieure du socle rocheux se poursuivre sous la calotte de glace, dont le radar met le sommet en évidence. La calotte à 1 km d’épaisseur à l’aplomb de cette orbite.
Source : ASI/NASA/ESA/Univ. of Rome/JPL/MOLA Science Team
Attendons la suite si le radar tient ses promesses !
En janvier 2006, Spirit a fêté son deuxième anniversaire sur Mars (année terrestre). Deux ans (et 6600 m) de bons et loyaux services alors que ce robot était prévu pour durer 3 mois (et 600 m).
Le 30 août 2005, date de notre dernière chronique martienne, Spirit venait d’arriver au sommet des collines "Columbia Hills". Les figures 8 et 9 montrent, dans le paysage et en carte, le trajet suivi par Spirit pendant son ascension pour arriver au sommet, montée qui a duré plus d’un an.
Figure 8. Le trajet de Spirit pour atteindre le sommet des Columbia Hills.
Ces collines mesurent 100 m de hauteur (la cathédrale de Chartres donne l’échelle).
Source : NASA/JPL
Au sommet, Spirit a bien sûr fait un panorama sur 360°. Nous avons publié le 30 août 2005 des mosaïques "artisanales", la Nasa n’en ayant pas encore publié à cette date. Depuis elle en bien sûr publié. Les figures 10, 11 et 12 correspondent à trois de ces panoramas du sommet.
Figure 10. Panorama pris du sommet des Columbia Hills en direction du nord-ouest
Source : NASA/JPL-Caltech/Cornell
Figure 11. Panorama pris du sommet des Colombia Hills en direction du nord-est.
Source : NASA/JPL-Caltech/Cornell
Figure 12. Panorama pris du sommet des Colombia Hills en direction sud.
Le site Home Plate (HP sur la figure) correspond à l’objectif vers lequel s’est dirigé Spirit de septembre à février et qu’il a atteint le 7 février 2006. Les figures 13 et 14 correspondent à des zooms sur Home Plate.
Source : NASA/JPL-Caltech/Cornell
Tableau 2.
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Figure 13. Vue rapprochée de Home Plate (HP).  Home Plate mesure environ 80 m de diamètre. Le site BT servira de repère dans le cas des figures suivantes. Source : NASA/JPL-Caltech/Cornell
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Figure 14. Vue plus détaillée de Home Plate (HP).  Home Plate mesure environ 80 m de diamètre. Le site BT servira de repère dans le cas des figures suivantes. Source : NASA/JPL-Caltech/Cornell
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Une partie du paysage est particulièrement intrigante, et ressemble à une "assiette claire" posée sur le substratum (Home Plate, HP sur les figures). On pourrait interpréter cette structure comme le reste d’une couche (sédimentaire?) plus dure et plus claire en forme de cuvette, et épargnée par l’érosion. Selon cette interprétation, la butte repérée par les lettres BT sur les figures serait un reste de cette couche dure, détachée par l’érosion du corps principal de cette couche. BT aurait la signification d’une butte témoin.
En attendant de descendre vers Home Plate, Spirit fait force études au sommet des collines. La Nasa publie toujours chaque jour les photos prises la veille, publie toutes les 1 à 3 semaines des images de presse avec des commentaires, mais ne publie plus de résultats d’analyses chimiques ou minéralogiques. Nous sommes donc obligés de faire sans !
Figure 16. Exemple de trajet aller et retour afin d’effectuer divers analyses au sommet des Columbia Hills.
A partir de début novembre 2005, Spirit entame sa descente vers Home Plate. La figure 17 montre la carte de cette descente jusqu’au 2 février 2006, où il était à 60 m de bord de Home Plate. Ce 14 février, Spirit touche maintenant le bord nord de Home Plate.
Sur son trajet de descente, Spirit voit des roches relativement bien stratifiées (figure 17), un champ de dunes (figure 18).
Le 12 janvier 2006, une fausse manœuvre a fait qu’une des roues de Spirit a accidentellement creusé une tranchée de 30 cm de large (figure 20). Cette tranchée révèle un "sous-sol" anormalement blanc. De cet affleurement, la Nasa fait des commentaires à l’usage des journalistes : “It has a powdery and cloddy texture and exhibits a high abundance of salts. (….) Spirit analyzed the bright, yellowish exposures in the lower left part of the frame using instruments on the rover's robotic arm. Scientists hypothesized and then confirmed that these materials have a salty chemistry dominated by iron-bearing sulfates. These salts may record the past presence of water, as they are most easily mobilized and concentrated in liquid solution”.
En un mot comme en cent, on "devine" la présence d’eau liquide passée, sans encore avoir découvert sur le site de Spirit les preuves sédimentaires indiscutables qu’on y était allé chercher (il peut exister des sulfates d’origine volcaniques ).
Figure 20. Gros plan sur une tranchée accidentellement creusée par une des roues de Spirit le 12 novembre 2006, révélant un sous-sol riche en sulfate.
Source : NASA/JPL/Cornell
Le 23 janvier, Spirit passe au pied de Lorre Ridge (voir emplacement figure 17). Là, les blocs de roches ressemblent étonnement à des blocs d’une surface de coulées de lave scoriacée, avec une surface bulleuses recouvrant un cœur plus massif (figure 21). Lorre Ridge serait-elle le reste d’une ancienne coulée?
Figure 21. Gros plan sur des roches au pied de Lorre Ridge (23/01/2006).
Ces blocs ressemblent à des fragments d’une surface de lave scoriacée.
Source : NASA/JPL-Caltech/Cornell
Du 28 au 30 janvier 2006, Spirit roule au milieu de roches ayant une structure particulièrement bulleuse et vacuolaire. D’anciennes scories basaltiques ? Sans doute le vent exagère t-il le caractère vacuolaire primaire de ces roches !
Tableau 3. Les figures 22, 23 et 24 montrent trois vues de plus en plus rapprochées de ce genre de roches vacuolaires.
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Figure 22. Un champ de roches vacuolaires partiellement recouvert de sable  Source : NASA/JPL/Cornell
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Au début février 2006, Spirit arrive enfin vers la mini falaise bordière de Home Plate (voir vue générale du site figure 14). Même de 60 m de distance (figure 25) , on voit là une géologie tout à fait inhabituelle, inédite sur le site de Spirit : le bord de Home Plate montre une stratification "jamais vue" depuis les 25 mois que dure la mission Spirit. Home Plate est stratifié et sa falaise bordière aurait la signification d’une cuesta.
Figure 25. Photographies prises en arrivant à Home Plate le 4 févier 2006.
La base de Home Plate occupe tout le centre de la mosaïque. On y devine, même à cette distance (60 m) une stratification remarquable. Pour se repérer avec la vue général prise du haut des collines (fig 14), noter le piton noté BT sur cette figure 25 et sur le panorama fig 14. Ce piton semble recouvert d’une couche dure (de même nature que celles de Home plate ?).
Source : NASA/JPL/Cornell
En s’approchant, la stratification se révèle double : en bas, des strates espacées de quelques centimètres , alors que la partie supérieure est faite de strates si fines qu’on ne les distingue bien que de près.
La dualité de la stratification se voit très bien sur les figures 27 et 28 (prises le sol 746 = 7 février) et sur le montage de la figure 32. Les strates du bas semblent constituées d’éléments assez grossiers. Elles ne sont pas sans rappeler les strates du cratère Endurance exploré par Opportunity (voir par exemple la figure 5 de l'article du 5 janvier 2005)
Dans le gros plan de la figure 32 (bas) pris le 13 février 2005, on devine ce qui pourrait être interpréter comme une figure de charge (chute d’un bloc volcanique, d’un bloc transporté par un torrent ? ), voir l'image de la semaine du 18/10/2004.
Les strates du haut sont inédites sur Mars. La figure 32 (haut), prise le sol 748 (10 février) montre un détail de cette stratification très fine. On y devine un biseau. D’après un examen rapide les strates terrestres ressemblant le plus à ces strates supérieures sont des strates éoliennes (voir par exemple celles de l'image de la semaine du 10/11/2003 ou les photographies de Snow Canyon (Utah) ou encore celles prises dans le parc national Zion de l'Utah.
Cela pourraient être aussi de fines couches de cendres volcanique remaniées par le vent, ou encore une sédimentation lacustre varvée.
Les figures 26 et 27 sont des vues de face prises de 10 puis 5 m de distance. Les quatre figures 28 à 31 correspondent à quatre photos (jointives) prises d’Est en Ouest juste au bord de la falaise. La figure 32 correspond à un montage de deux vues très rapprochées mettant en évidence la différences entres les couches inférieures et supérieures.
Figure 27. Le bord de Home Plate vu de moins de 5 mètres de distance.
La différence d’aspect entre les strates du bas (SB) et celles du haut (SH) se voit très bien.
Source : NASA/JPL/Cornell
Tableau 4. Les 4 figures suivantes sont contigües et prises d’Est en Ouest immédiatement au pied de la falaise bordière de Home Plate
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Figure 32. Montage de 2 images rapprochées mettant en évidence la différence entre les strates supérieures et inférieures.
La flèche rouge montre un biseau de stratification. La flèche bleue montre une possible figure de charge.
Source de l'image du haut : NASA/JPL/Cornell
Source de l'image du bas : NASA/JPL
Des vues plus rapprochées au "microscope" (caméra ayant un champ de 3 x 3 cm), des analyses chimiques et minéralogiques vont-elles nous dire ce que sont ces strates, ces deux types de strates? Des cendres et pyroclastites volcaniques comme le suggèrent le contexte géologique régional et la possible figure de charge? Des sédiments éoliens comme le suggère la morphologie des strates supérieures? Des sédiments déposés sous l’eau comme le suggère la présence de sulfates (figure 20) à 300 m de là?
Attendons la suite ! Mais quelle que soit la nature de ces strates, ce qu’on en voit (Home Plate et le piton BT) ne semble être que des restes épargnés par l’érosion d’une série stratifiée ayant initialement une extension beaucoup plus grande.
Comme son jumeau Spirit, Opportunity est depuis 25 mois sur Mars (la durée initialement prévue de la mission était de 3 mois), et l’âge se fait sentir. Opportunity roule au milieu de dunes dans lesquelles il s’est déjà enlisé (voir les nouvelles du 08/09/2005); il a des problèmes de roues et le bras manipulateur où sont installés les instruments d’analyses a des articulations grippées. Tout cela explique qu’Opportunity n'a que très peu progressé depuis 6 mois. Pourra t-il atteindre le but ultime que se sont fixé les scientifiques de la Nasa, le cratère Victoria, qui devrait permettre d’avoir une coupe de terrain sur plus de 50 mètres de haut?
Fin août 2005, Spirit avait atteint les Etched Terrain au niveau d’un très vieux cratère bien ensablé, le cratère Erebus ; il y est encore.
Ces "Etched Terrains" au voisinage d’Erebus semblent être composés des mêmes roches sédimentaires déjà observées dans les cratères Eagle en Endurance en 2004 et 2005, à savoir très vraisemblablement des silicates (argiles ?) riches en sulfates et en myrtilles (composées d’oxyde de fer). On retrouve les "vugs" (vraisemblables pseudomorphoses de sulfates) et les myrtilles ont une plus grandes gammes de forme et de taille qu’auparavant. Ces "Etched Terrains" semblent partout affectés de ce réseau polygonal de fentes et fractures , qui semblent être des fentes de retrait (dessiccation ?) dont nous avons déjà discuté dans l'article du 08/09/2005.
Voici 4 panoramas pris pendant sa très lente progression (figures 34 à 37) :
Figure 36. Panorama pris le 28 novembre 2005.
La zone encadrée en rouge est détaillée sur la figure 36.
Source : NASA/JPL-Caltech/Cornell
Figure 37. Zoom sur l’horizon du panorama du 28 novembre (fig. 36) à l’emplacement du rectangle rouge
Source : NASA/JPL-Caltech/Cornell
La seule nouveauté digne d’être signalée correspond à des figures sédimentaires en forme de feston (figure 38) . Les fines lamines sédimentaires sont horizontales la plus part du temps. Elles présentent parfois des stratifications obliques indiquant un courant (cf. par exemple figure 2 dans les nouvelles du 24/03/2005). Ici, elle dessinent des rides ondulées symétriques. Cela semble être la section de ripple marks.
Figure 38. Sédiments "festonnés" (Flèche rouge).
Les myrtilles (3 mm de diamètre) donnent l’échelle. Ces festons ressemblent à des sections de ripple marks dus à un clapot dans une eau de que quelques cm de profondeur (photo prise début janvier 2006).
Source : NASA/JPL/Cornell
Pendant ses longues stations immobiles, Opportunity en a profité pour faire de multiples photos avec le maximum de résolution possible (caméra panoramique le plus près possible). Du 23 novembre au 5 décembre 2005, Opportunity a ainsi pris 635 images en 4 longueurs d’onde différentes. La Nasa les a assemblées en une mosaïque qui couvre 360°, avec une résolution jamais atteinte, puisque la mosaïque définitive contient 74,4 MB.
Nous vous donnons (coupée en 3 images couvrant 120°) une version dégradée de cette mosaïque (figures 38, 39 et 40). Si votre ordinateur et votre ligne internet le permettent, vous pouvez consulter la version non dégradée sur le site de la NASA (attention image de 22700 pixels de large!). Avec une telle résolution, des études de sédimentologie fine sont très faciles.
La Nasa vient d’adopter une nouvelle stratégie de déplacement pour faire avancer le robot malgré ses problèmes de roues et d’articulations du bras (voir cette adresse).
Espérons que cela marchera et que la mission pourra continuer.
Retrouvez les ressources de Planet-Terre constituant le dossier Nouvelles de Mars : résultats des missions d'exploration.
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