L'image martienne de la semaine par Gilles Dawidowicz
Semaine 28 (12 juillet)

Le cratère Gale revisité par Mars Odyssey

Le cratère d'impact Gale (à ne pas confondre avec un autre cratère d'impact appelé Galle et dont nous avions déjà parlé) est vraiment une structure étonnante de par l’aspect de ses terrains intérieurs. Tellement étonnante même, que ce site a été un candidat « hautement prioritaire » retenu par la NASA pour recevoir la visite de Spirit (finalement parti explorer le cratère Gusev) et qu’il est bien possible que Gale soit à nouveau une des cibles prioritaires retenues par la NASA pour une prochaine mission automatique… et notamment pour MSL.

Curriculum Vitae :

- Localisation : 5,2°S par 137,3°E
- Diamètre : 155 km
- Quadrangle : MC23
- Nomination : du nom de Walter Gale, astronome australien (1865-1945)
- Taille de l’image originale : 2830 x 2997 pixels soit 50,9 x 53,9 km
- Résolution : 18 m

Le cratère d’impact Gale a deux particularités notables : tout d’abord il est en grande partie comblé de sédiments, assez épais. Par ailleurs, ces sédiments possèdent des traces morphologiques très nettes, caractéristiques d’écoulements de fluides au travers de profonds chenaux. Cette vue en 3 dimensions est orientée vers le Sud-Ouest et nous montre un grand chenal d’écoulement, courbe, assez profond et méandrant très peu. Il est à noter que ce chenal n’est pas du tout calibré mais qu’au contraire, sa largeur varie fortement et de manière assez régulière d’ailleurs. Par ailleurs, le chenal ne présente pas d’affluent, même s’il est aisé d’identifier des niches d’arrachement où sapement ou bien érosion régressive ont commencé à forer de nouveaux chenaux, assez courts mais n’ayant pas abouti…
Notez également dans le fond gauche de l’image, la présence du piton centrale du cratère d’impact Gale, seul relief majeur de la zone.

Gale est un réceptacle naturel, une gigantesque cuvette, un piège à sédiments. Ce vieil impact fait près de 155 km de diamètre et s’est formé il y a 3,8 à 3,5 milliards d’années, soit dans la toute jeunesse de Mars. Gale se situe sur de hauts plateaux localisés juste sous l’équateur, dans la région déprimée des terrains Nord d’Elysium. Gale est donc un « crater-lake », une de ces structures d’impact comblées de sédiments ayant flué ou ayant été déposé par des organismes lacustres, fluviatiles, glaciaires ou marins…
Dans le cas de Gale, les sédiments remplissent plus d’un tiers de la structure. La masse de débris semble même s’enrouler autour du piton central et surplombe de près de 5,5 km le plancher Nord de l’impact et de près de 4,5 km le plancher Sud. Etonnement, à quelques endroits localisés, certains sédiments surplombent même le rempart Sud du cratère !

Ce cliché est un composite en fausses couleurs provenant de la caméra THEMIS (Thermal Emission Imaging System) de la sonde Mars Odyssey.

Il s’agit en fait d’un composite obtenu par l’assemblage d’une image prise le jour dans le visible et d’une image prise de nuit, dans l’infrarouge. Les tons bleuâtres et blanchâtres indiquent des zones où le substrat, c’est-à-dire la sub-surface, est recouvert de matériaux fins, faits de poussières et/ou de sables alors que les teintes plus rouges indiquent des endroits où se trouvent des roches « dures », du socle.

Des dizaines, pour ne pas dire des centaines de couches géologiques se superposent les unes sur les autres et composent la masse de sédiments contenus dans Gale. Ces sédiments représentent des séquences entières de l’histoire morpho-climatique de Mars sur au moins 2 milliards d’années. Certains planétologues suggèrent même que les sédiments ont jadis recouvert l‘ensemble de la structure d’impact dépassant peut-être même ses remparts. Puis le cratère aurait finalement été déblayé pour ressembler à ce que l’on observe aujourd’hui. Nous aurions là un formidable et complexe exemple de cycles et d’épisodes de dépôts/érosion…

La nature et la composition de ces couches sédimentaires est totalement inconnue, même si l’on suppose des amalgames de sédiments éoliens (pris en charges par les vents depuis toujours) et volcaniques (précipités depuis le ciel suite à des éruptions plus ou moins lointaines). Il est également possible que Gale ait été recouvert ultérieurement et plus ou moins totalement, par une mer ou un lac intérieur, dans lequel les sédiments se seraient déposés, plus ou moins rapidement, peut-être même sous une éventuelle calotte de glace… Pour les planétologues, il ne fait toutefois aucun doute que l’eau en phase liquide a joué ici un ou plusieurs grands rôles…

Le grand chenal visible ici (et quelques autres plus petits d’ailleurs) se superpose, découpe et traverse les couches de sédiments du cratère. Il s’agit donc d’une formation « sub-récente » et postérieure au dépôt des sédiments. Sur son rebord, un astronaute verrait sur plus de 250 m de commandement (ou profondeur), un mille-feuilles composé de couches géologiques superposées les unes aux autres. A deux kilomètres de là, sur l’autre rive, l’empilement des couches géologiques fourni la continuité…

Si un jour le rover MSL atterrit dans le cratère Gale, ce très spectaculaire chenal, véritable saignée géologique, pourrait offrir un bel itinéraire d’exploration du passé de la région.
La partie terminale du chenal se trouve sur une couche de débris légèrement en pente et débouche sur le plancher du cratère d’impact Gale, un peu à la manière d’une embouchure sur Terre… MSL pourrait se poser dans la partie la plus lisse, tout à l’aval du chenal (hors de l’image) puis remonter le cours du chenal, la pente moyenne étant de 7°. Mais aucun n’accès n’étant garanti, il n’est pas certain que toutes les couches géologiques soient exploitables…

Il est à noter également la présence d’autres formes d’érosion. Outre les cratères d’impact qui constellent le plancher et les tabliers d’éboulis et de débris dans Gale, on observe également des cannelures orientées Nord-Sud (peut-être provoquées par l’érosion éolienne ?) ainsi que des traces d’écoulements catastrophiques ayant entraînés des débordements… Enfin, il semble que des formes d’érosion régressive associées à des effondrements et à du sapement aient participé à créer ces chenaux de quelques centaines de mètres de large et de plusieurs kilomètres de long.

Une somme d’interrogations demeure toutefois à propos de la quantité d’eau libérée, de l’époque où cela s’est produit, des raisons pour lesquelles ces écoulements ont eu lieu, des vitesses d’érosion et de dépôts des sédiments…

© Texte : Gilles Dawidowicz/APM.
© Images : NASA/JPL/Arizona State University, R. Luk.