Formation et évolution de Mars

Mars a une histoire mouvementée. Après son accrétion et sa différenciation, elle a subi un bombardement météoritique intense, qui s'est terminé vers 3,5 milliards d'années. La planète a tiré la plus grande partie de son énergie de la phase d'accrétion et de différenciation, à laquelle est venue s'ajouter celle produite par la décomposition radioactive de différents éléments. Un magma visqueux s'est formé en son sein et des mouvements convectifs ont donné naissance à des phénomènes tectoniques (cette activité s'est développée pendant plusieurs milliards d'années). C'est à cette époque que la dissymétrie entre l'hémisphère nord et l'hémisphère sud serait apparue, suivie par une fracturation centrée dans la région du futur dôme de Tharsis.

Les premiers volcans se sont formés vers 3,9 milliards d'années. Ce volcanisme a produit de grands épanchements de lave très fluide de type basalte qui ont recouvert les terrains de l'hémisphère Nord. Le dégazage du sol a donné naissance à une atmosphère chaude, humide et bien plus dense que l'actuelle atmosphère martienne. Des pluies torrentielles ainsi que des crues ont modifié le relief martien. Cependant, Mars était une planète trop petite. L'énergie fournie par les différentes désintégrations radioactives (Uranium, Potassium, Thorium) était rayonnée dans l'espace de manière beaucoup trop efficace. A cause de sa petite taille et contrairement à la Terre, Mars n'arrivait pas à garder sa chaleur. La planète s'est alors refroidie, sans compter que les sources radioactives diminuaient au cours du temps. L'eau de l'atmosphère s'est condensé et la pluie s'est mise à tomber, entraînant la transformation du CO2 atmosphérique en carbonates. Le CO2 n'était pas régénéré par des activités volcaniques liées à la tectonique des plaques (mais seulement par un volcanisme de point chaud). Le refroidissement a encore augmenté suite à l'appauvrissement en CO2 et le cycle pervers continua. Simultanément, l'atmosphère s'est progressivement dissipée dans l'espace (Mars n'avait pas une gravité suffisante pour la retenir), l'eau a disparu de la surface et de la glace s'est sans doute formée dans le sous-sol.

C'est la fonte brutale de cette glace, peut être sous l'effet d'une activité volcanique, qui a provoqué des inondations catastrophiques à la surface de Mars. Les signes les plus anciens du volcanisme sont les plaines ridées de lave qui datent de 3,8 milliards d'années. Le bassin d'Hellas a ensuite été comblé par la lave et Hesperia Planum et Tyrrhena Patera se sont formés. L'activité volcanique dans les régions de Tharsis et d'Elysium Planitia a progressivement augmenté. Vers 3,5 milliard d'années, les petits volcans boucliers de la région de Tharsis sont apparus, ainsi que les formations étranges d'Isidis Planitia. Les volcans d'Elysium Planitia se sont formés il y a environ 2,5 milliards d'années (ainsi que Alba Patera). Le soulèvement du dôme de Tharsis (ou la déformation de la lithosphère suite à l'accumulation des formations volcaniques) a entraîné une nouvelle fracturation de la croûte et l'ouverture du grand canyon de Valles Marineris (qui sera ensuite soumis à l'érosion). Le soulèvement de la région de Tharsis est attribué à une anomalie chimique, dynamique ou thermique de la croûte, ou à la présence d'une cellule convective. Le dôme de Tharsis a eu un rôle très important dans la tectonique martienne. Il y a 1 ou 2 milliards d'années, les volcans géants comme Olympus Mons se sont finalement formés. L'activité volcanique de ces volcans a été relativement courte et ils se sont éteints il y a 800 millions d'années, même si l'on pense que les volcans Arsia et Olympus auraient pu être encore actif il y a 200 millions d'années.

 

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