Comme la Terre, Mars possédait autrefois un champ magnétique puissant qui protégeait son épaisse atmosphère du vent solaire. Mais aujourd'hui, seule l'empreinte magnétique subsiste. Ce qui a longtemps intrigué les scientifiques, c'est pourquoi cette empreinte est plus marquée dans la moitié sud de la planète rouge.
Une nouvelle étude de l'Institut de géophysique de l'Université du Texas (UTIG) pourrait contribuer à expliquer cette empreinte unilatérale. Elle apporte la preuve que le champ magnétique de la planète ne couvrait que sa moitié sud.
Le champ magnétique asymétrique qui en résulterait correspondrait à l'empreinte que nous observons aujourd'hui, a déclaré Chi Yan, auteur principal de l'étude et chercheur associé à l'UTIG à l'UT Jackson School of Geosciences. Il rendrait également le champ magnétique de Mars différent de celui de la Terre, qui couvre l'ensemble du globe.
Yan a déclaré que le champ magnétique unilatéral pourrait apparaître si le noyau interne de Mars était liquide.
« La logique ici est qu'en l'absence de noyau interne solide , il est beaucoup plus facile de produire des champs magnétiques hémisphériques (unilatéraux) », a expliqué Yan. « Cela pourrait avoir des implications sur l'ancienne dynamo de Mars et, peut-être, sur la durée pendant laquelle elle a pu maintenir une atmosphère. »
Dans l’étude, publiée dans la revue Geophysical Research Letters , les chercheurs ont utilisé une simulation informatique pour modéliser ce scénario.
Jusqu'à présent, la plupart des études sur la planète Mars primitive s'appuyaient sur des modèles de champ magnétique qui donnaient à la planète rouge un noyau interne semblable à celui de la Terre, solide et entouré de fer en fusion.
Les chercheurs ont eu l'idée de simuler un noyau entièrement liquide après que l'atterrisseur InSight de la NASA a découvert que le noyau martien était composé d'éléments plus légers que prévu. Cela signifie que la température de fusion du noyau est différente de celle de la Terre et qu'il est donc très probablement en fusion, a déclaré Sabine Stanley, co-auteure de l'étude et professeure émérite Bloomberg à l'Université Johns Hopkins.
Si le noyau de Mars est en fusion aujourd'hui, il aurait presque certainement été en fusion il y a 4 milliards d'années, lorsque le champ magnétique de Mars était connu pour être actif, a déclaré Stanley.
Pour tester cette idée, les chercheurs ont réalisé des simulations de la planète Mars primitive avec un noyau liquide et les ont exécutées une douzaine de fois sur des supercalculateurs. À chaque simulation, ils ont rendu la moitié nord du manteau de la planète légèrement plus chaude que la moitié sud.
Finalement, la différence de température entre le manteau plus chaud du nord et celui, plus froid, du sud a conduit à ce que la chaleur s'échappant du noyau ne soit libérée qu'à l'extrémité sud de la planète. Ainsi canalisée, la chaleur s'échappant était suffisamment intense pour alimenter une dynamo et générer un puissant champ magnétique concentré dans l'hémisphère sud.
Une dynamo planétaire est un mécanisme autonome qui génère un champ magnétique, généralement grâce au mouvement du noyau métallique en fusion.
« Nous n'avions aucune idée si cela allait expliquer le champ magnétique, c'est donc passionnant de voir que nous pouvons créer un champ magnétique hémisphérique (unique) avec une structure intérieure qui correspond à ce qu'InSight nous a dit à quoi ressemble l'intérieur de Mars aujourd'hui », a déclaré Stanley.
Selon Doug Hemingway, chercheur planétaire à l'UTIG, cette découverte offre une théorie alternative convaincante à une hypothèse courante selon laquelle les impacts d'astéroïdes anéantissent les preuves d'un champ magnétique planétaire dans les roches de l'hémisphère nord.
« Mars est naturellement intéressant à observer car elle ressemble à la Terre à certains égards et c'est la planète la plus proche sur laquelle nous pouvons imaginer installer une boutique », a déclaré Hemingway, qui ne faisait pas partie de l'étude.
Mais il existe une dichotomie hémisphérique dramatique, où la topographie, le terrain et le champ magnétique des hémisphères nord et sud sont radicalement différents. Tout ce qui peut donner une idée de ce qui pourrait expliquer une partie de cette asymétrie est précieux.
Plus d'informations : C. Yan et al., Mars' Hemispheric Magnetic Field From a Full-Sphere Dynamo, Geophysical Research Letters (2025). DOI : 10.1029/2024GL113926
Fourni par l'Université du Texas à Austin
