Un cratère à l’origine d’un tsunami dans un océan sur Mars il y a 3 milliards d’années

Résultat scientifique Terre Solide

Une récente étude dans la revue JGR Planets suggère l’existence d’un océan tardif sur Mars par l’existence d’un cratère à l’origine d’un mega tsunami formé il y a environ 3 milliards d’années. Une approche morphométrique comparative entre des cratères marins sur Terre et sur Mars a été utilisée. Elle révèle pour la première fois l’existence d’un cratère de 120 km de diamètre formé dans un océan peu profond et tardif dans l’hémisphère Nord de Mars. Ce cratère serait à l’origine d’un méga tsunami dont les dépôts avaient été identifiés précédemment.

L’océan sur Mars a toujours fait débat au sein de la communauté scientifique. La recherche d’indices prouvant ou non la présence de cet océan dans l’hémisphère Nord de Mars est un véritable challenge. L’hypothèse que les plaines de l’hémisphère Nord de la planète Mars furent recouvertes par un océan est renforcée par la récente publication dans la revue JGR Planets qui a identifié le cratère à l’origine d’un méga tsunami ayant recouvert les paléo rivages de la région d’Arabia Terra sur Mars.

Sur Terre, les cratères marins présents dans les fonds océaniques sont à l’origine d’ancien mega tsunamis comme le cratère Chicxulub ayant déclenché de vastes tsunamis il y a 66 millions d’années et dont on trouve encore aujourd’hui la trace grâce aux dépôts de tsunamis clairement identifiés le long des paléo-côtes du golfe du Mexique. Ces cratères marins terrestres sont connus pour présenter une morphologie bien particulière. Au moment de l’impact dans un océan peu profond, il se forme une cavité transitoire qui va subir des déformations importantes causées par le contexte marin avec des remparts de cratères larges et effondrés, des dépôts importants de sédiments dans le cratère lors du remplissage soudain du cratère par la mer.

C’est en utilisant ces mêmes indices que les géomorphologues François Costard, Antoine Séjourné, Anthony Lagain et Sylvain Bouley, du Laboratoire  Géosciences Paris Sud (GEOPS, CNRS / Université Paris-Saclay), Karim Kelfoun du Laboratoire Magma et Volcans (LMV, OPGC / Université Clermont-Auvergne / CNRS  / IRD / Université Jean Monnet) et Franck Lavigne du Laboratoire de Géographie Physique (LGP, CNRS / Université Panthéon Sorbonne / Université Paris-Est Créteil), ont pu retrouver le cratère Lomonosov (120 km de diamètre) qui serait à l’origine du gigantesque tsunami.

Le cratère Lomonosov de 120 km de diamètre. Données altitudinales du Mars Orbiter Laser Altimeter. © NASA/JPL/USGS

C’est à partir d’une approche morphométrique couplant les images de la caméra HRSC de la sonde Mars Express de l’ESA et les données topographiques notamment qu’il a été possible de mettre en évidence le caractère unique du cratère Lomonosov. Celui-ci se différencie des autres cratères par une topographie bien particulière comme les nombreux effondrements de son rempart, des ouvertures le long du rempart, le remplissage en sédiments dans le fond du cratère et le déficit en volume de son rempart. Autant d’indices qui ne peuvent s’expliquer que par le contexte marin provoquant l’effondrement de la cavité transitoire au moment de l’impact dans un océan peu profond. Il se trouve que l’âge de ce cratère (par la technique du comptage de cratère) correspond à l’âge des dépôts de tsunamis précédemment identifiés dans la région d’Arabia Terra par cette équipe il y a un an (voir l'article de JRG Planets).

On savait que Mars contenait un océan primitif, mais la récente identification de ce cratère à l’origine des dépôts de tsunamis suggère qu’un océan était aussi présent bien plus récemment il y a environ 3 milliards d’années sur Mars. Cette conclusion de l’étude relance le débat de l’existence de cet hypothétique océan et à de fortes implications sur les conditions climatiques qui devaient régner à cette époque.

Source

F. Costard, A. Séjourné, A. Lagain, J. Ormö, J.A.P. Rodriguez, S. Clifford, S. Bouley, K. Kelfoun and F. Lavigne. The Lomonosov Crater Impact Event: A possible Mega-tsunami Source on Mars. JGR Planets (2019) doi: 10.1029/2019JE006008

Contact

François Costard
GEOPS