Les scientifiques ont observé pour la première fois la formation Medusae Fossae (MFF) dans les années 1960, grâce aux efforts du Marin vaisseau spatial. Ce dépôt massif de roche sédimentaire molle s'étend sur environ 1000 km (621 mi) le long de l'équateur et se compose de collines ondulantes, de mesas abruptes et de crêtes curieuses (aka. Yardangs) qui semblent être le résultat de l'érosion éolienne. De plus, une bosse inhabituelle au-dessus de cette formation a également donné naissance à une théorie du complot OVNI.
Inutile de dire que la formation a été une source de curiosité scientifique, de nombreux géologues tentant d'expliquer comment elle aurait pu se former. Selon une nouvelle étude de l'Université Johns Hopkins, la région est le résultat d'une activité volcanique qui a eu lieu sur la planète rouge il y a plus de 3 milliards d'années. Ces résultats pourraient avoir des implications drastiques pour la compréhension des scientifiques de l'intérieur de Mars et même de son potentiel d'habitabilité passé.
L'étude - récemment publiée dans le Journal of Geophysical Research: Planets sous le titre «La densité de la formation des méduses fossiles: implications pour sa composition, son origine et son importance dans l'histoire martienne» - a été dirigée par Lujendra Ojha et Kevin Lewis, un universitaire de Blaustein et professeur adjoint au Département des sciences de la terre et des planètes à l'Université Johns Hopkins, respectivement.
Les travaux antérieurs d'Ojha incluent la découverte de preuves que l'eau sur Mars se produit dans les flux saisonniers de saumure à la surface, qu'il a découvert en 2010 en tant qu'étudiant de premier cycle. Lewis, quant à lui, a consacré une grande partie de sa carrière universitaire à l'étude approfondie de la nature des roches sédimentaires sur Mars afin de déterminer ce que ce dossier géologique peut nous dire sur le climat passé et l'habitabilité de cette planète.
Comme l'a expliqué Ojha, l'étude de la formation Medusa Fossae est essentielle pour comprendre l'histoire géologique de Mars. Tout comme la région de Tharsus Montes, cette formation s'est formée à une époque où la planète était encore géologiquement active. "Il s'agit d'un gisement massif, non seulement à l'échelle martienne, mais aussi en termes de système solaire, car nous ne connaissons aucun autre gisement de ce type", a-t-il déclaré.
Fondamentalement, la roche sédimentaire est le résultat de l'accumulation de poussière et de débris de roche à la surface d'une planète et de durcissement et de stratification au fil du temps. Ces couches servent d'enregistrement géologique, indiquant quels types de processus se déroulaient en surface au moment du dépôt des couches. En ce qui concerne la formation Medusae Fossae, les scientifiques ne savaient pas si le vent, l'eau, la glace ou les éruptions volcaniques étaient responsables des dépôts.
Dans le passé, des mesures radar de la formation ont suggéré que Medusae Fosssae avait une composition inhabituelle. Cependant, les scientifiques ne savaient pas si la formation était faite de roche très poreuse ou d'un mélange de roche et de glace. Pour les besoins de leur étude, Ojha et Lewis ont utilisé pour la première fois les données gravimétriques de divers orbites de Mars pour mesurer la densité de la formation.
Ils ont découvert que la roche était inhabituellement poreuse et environ deux tiers aussi dense que le reste de la croûte martienne. Ils ont également utilisé des données radar et gravimétriques pour montrer que la densité de la Formation était trop grande pour être expliquée par la présence de glace. De là, ils ont conclu que la roche fortement poreuse devait avoir été déposée par des éruptions volcaniques alors que Mars était encore géologiquement active - ca. Il y a 3 milliards d'années.
Lorsque ces volcans ont explosé, projetant des cendres et des roches dans l'atmosphère, le matériau serait retombé à la surface, accumulant des couches et ruisselant sur les collines. Après assez de temps, les cendres se seraient cimentées en roche, qui a été lentement érodée au fil du temps par les vents martiens et les tempêtes de poussière, laissant les scientifiques de la Formation y voir aujourd'hui. Selon Ojha, ces nouvelles découvertes suggèrent que l'intérieur de Mars est plus complexe qu'on ne le pensait auparavant.
Alors que les scientifiques savent depuis un certain temps que Mars contient dans sa croûte des substances volatiles - c'est-à-dire de l'eau, du dioxyde de carbone et d'autres éléments qui deviennent des gaz avec de légères augmentations de température - qui permettent des éruptions explosives périodiques à la surface, le type d'éruption nécessaire créer la région de Medusa Fossae aurait été immense. Cela indique que la planète peut avoir d'énormes quantités de substances volatiles à l'intérieur. Comme l'a expliqué Ojha:
«Si vous distribuiez les Medusae Fossae à l'échelle mondiale, cela formerait une couche épaisse de 9,7 mètres (32 pieds). Compte tenu de l'ampleur de ce gisement, il est vraiment incroyable car cela implique que le magma était non seulement riche en substances volatiles et qu'il devait également être riche en substances volatiles pendant de longues périodes. »
De plus, cette activité aurait eu un impact considérable sur l'habitabilité passée de Mars. Fondamentalement, la formation de la formation Medusae Fossae aurait eu lieu à un moment charnière de l’histoire de Mars. Après l'éruption, des quantités massives de dioxyde de carbone et (très probablement) de méthane auraient été éjectées dans l'atmosphère, provoquant un effet de serre important.
De plus, les auteurs ont indiqué que l'éruption aurait éjecté suffisamment d'eau pour couvrir Mars dans un océan global de plus de 9 cm (4 pouces) d'épaisseur. Cet effet de serre résultant aurait été suffisant pour maintenir la surface de Mars au chaud au point que l’eau resterait à l’état liquide. Dans le même temps, l’expulsion de gaz volcaniques comme le sulfure d’hydrogène et le dioxyde de soufre aurait modifié la chimie de la surface et de l’atmosphère de Mars.
Tout cela aurait eu un impact considérable sur l’habitabilité potentielle de la planète. De plus, comme l’a indiqué Kevin Lewis, la nouvelle étude montre que les levés gravimétriques ont le potentiel d’interpréter les enregistrements géologiques de Mars. "Les futurs levés gravimétriques pourraient aider à distinguer la glace, les sédiments et les roches ignées dans la croûte supérieure de la planète", a-t-il déclaré.
L'étude des caractéristiques de la surface de Mars et de l'histoire géologique ressemble beaucoup à l'épluchage d'un oignon. Avec chaque couche que nous décollons, nous obtenons une autre pièce du puzzle, qui, ensemble, s'ajoute à une histoire riche et variée. Dans les années et décennies à venir, d'autres missions robotiques étudieront la surface et l'atmosphère de la planète rouge en prévision d'une éventuelle mission en équipage d'ici les années 2030.
Toutes ces missions nous permettront d'en savoir plus sur le passé plus chaud et plus humide de Mars et s'il peut y avoir ou non existé à un moment donné (ou peut-être, existe toujours!)
