Longtemps considérée comme une planète géologiquement simple et passive, Mars révèle aujourd'hui une tout autre réalité. Des chercheurs de l'université d'Oxford viennent de mettre au jour des indices solides suggérant que la Planète rouge aurait abrité, dans son passé, d'immenses systèmes magmatiques souterrains d'une complexité comparable à ceux de la Terre. Une découverte d'autant plus surprenante que Mars ne dispose pas de tectonique des plaques, mécanisme que la communauté scientifique considérait jusqu'ici comme indispensable à ce type d'activité géologique.

Une enquête menée depuis les profondeurs de Mars

Pour parvenir à ces conclusions, les chercheurs ont exploité les données collectées par la mission InSight de la Nasa, dont le sismomètre Seis, fourni par le Cnes, a été le premier jamais installé à la surface de Mars, en 2018.

En analysant les ondes sismiques générées par les impacts de météorites et les marsquakes (l'équivalent martien des tremblements de terre), l'équipe a pu sonder les profondeurs de la planète avec une précision inédite.

Une transition entre deux types de roches

Leur attention s'est portée sur une mystérieuse limite géologique située à environ 24 kilomètres sous la surface, déjà repérée par des études antérieures, mais dont la nature demeurait inexpliquée. En combinant modélisations thermodynamiques et techniques statistiques avancées, les chercheurs ont comparé des centaines de compositions rocheuses possibles aux données sismiques disponibles.

Le résultat est sans appel : seules les roches dites ultramafiques, riches en fer et en magnésium mais pauvres en silice, correspondent aux propriétés physiques observées sous cette limite. Au-dessus, les caractéristiques sismiques pointent vers des roches mafiques, contenant une proportion plus élevée de silice. Cette distinction révèle une séparation progressive des matériaux magmatiques en profondeur, un processus que les géologues connaissent bien sur Terre, notamment sous les arcs volcaniques.

Un mécanisme géologique insoupçonné

Ce que les chercheurs ont mis en évidence s'appelle le magmatisme transcrustal : un phénomène dans lequel de la roche en fusion s'accumule en profondeur, se sépare en différents matériaux, laisse un résidu dense à la base de la croûte et propulse des magmas plus légers vers la surface. Jusqu'à présent, ce mécanisme était considéré comme une spécificité terrestre.

Or, cette couche enfouie pourrait s'étendre latéralement sur des centaines, voire des milliers de kilomètres autour de l'hémisphère nord de Mars. Cela suggère que la Planète rouge n'abritait pas de simples volcans isolés, mais de vastes systèmes magmatiques interconnectés, actifs sur de longues périodes et capables de remodeler en profondeur sa croûte.

Sous la surface de Mars se cacheraient des chambres magmatiques et une activité volcanique souterraine bien plus intense qu'on ne le soupçonnait dans le passé de la planète. Une réalité invisible depuis l'espace, mais que les données sismiques d'InSight ont permis de révéler. © Grok

Comme l'explique le Dr Tobermory Mackay-Champion, auteur principal de l'étude (Université d'Oxford au moment de l'étude, aujourd'hui à l'Université de Bristol) : « Nous avons longtemps supposé que le volcanisme sur Mars était relativement simple par rapport à celui de la Terre. Mais cette découverte suggère que Mars aurait pu abriter de vastes systèmes de longue durée, au sein desquels la roche en fusion évoluait et se retirait à travers toute la croûte. Cela nous invite à reconsidérer la fréquence à laquelle ce type de dynamique géologique complexe pourrait se produire sur d'autres planètes rocheuses, y compris celles en orbite autour d'étoiles lointaines. »

Des implications qui dépassent Mars

Au-delà de la géologie martienne, cette découverte soulève une question fondamentale pour la science planétaire : la tectonique des plaques est-elle vraiment indispensable à l'habitabilité d'une planète ?

Sur Terre, ce mécanisme joue un rôle crucial dans la régulation du climat, le cycle de l'eau et le maintien des conditions favorables à la vie. L'idée dominante était donc que des planètes dépourvues de tectonique des plaques ne pouvaient pas développer des environnements suffisamment complexes pour accueillir la vie. Mars semblait en être la preuve.

Peut-être que les conditions nécessaires à l'habitabilité peuvent exister sur davantage de planètes que nous ne le pensions

Mais si Mars a pu développer une croûte complexe par le seul jeu d'un recyclage interne intense, alors cette hypothèse mérite d'être profondément reconsidérée.

Le professeur Jon Wade, coauteur de l'étude publiée dans Nature Astronomy, résume ainsi l'enjeu : « Si Mars a pu développer ce type de croûte complexe sans tectonique des plaques, alors peut-être que les conditions nécessaires à l'habitabilité peuvent exister sur davantage de planètes que nous ne le pensions, y compris celles qui avaient été écartées auparavant en raison de leur taille ou de leur absence apparente d'activité tectonique. »

Une fenêtre ouverte sur l'Univers

En définitive, cette étude ne nous dit pas seulement quelque chose sur Mars, elle nous invite à élargir notre regard sur l'Univers et à repenser les critères que nous utilisons pour identifier des planètes potentiellement habitables. Des exoplanètes rocheuses, jusqu'ici jugées trop petites ou trop statiques pour être candidates à la vie, pourraient mériter une attention nouvelle.