Sous Mars, une couche de magma ferreux reconstituée en laboratoire

Depuis que la sonde InSight a écouté les entrailles de Mars, une anomalie résiste : les ondes sismiques ralentissent juste au-dessus du noyau, comme si elles traversaient quelque chose de mou. Une équipe française vient de proposer une explication en reproduisant les conditions du manteau martien dans une presse, et le résultat a été publié dans Nature Geoscience.

Fabriquer un bout de Mars entre deux enclumes

Rémy Pierru, Daniele Antonangeli et leurs collègues du CNRS, du Muséum national d’Histoire naturelle et de Sorbonne Université ont pris une roche riche en oxyde de fer, l’ont comprimée entre des enclumes de carbure de tungstène jusqu’à 18 à 19 GPa, soit la pression qui règne à 1 550 km de profondeur sur Mars, puis l’ont chauffée. Le tout était suivi en direct par diffraction de rayons X et par ondes ultrasonores, au synchrotron SPring-8, au Japon.

Deux mesures comptent. Le seuil de fusion se situe vers 2 200 K, soit 1 930 °C, environ 100 °C plus bas que ce que l’on estimait jusqu’ici. Et le liquide obtenu affiche une densité d’environ 4,1 g/cm³, avec près de 40 % d’oxyde de fer en masse : il est plus lourd que la roche solide qui l’entoure. Un liquide plus dense que son milieu ne remonte pas, il coule. Il s’accumule donc au point le plus bas possible, juste sur le noyau.

En transposant ces valeurs à la planète, l’équipe obtient une couche plausible de 150 à 180 km d’épaisseur, entre 1 550 et 1 750 km de profondeur. Ce qui expliquerait très bien pourquoi les ondes d’InSight y perdent de la vitesse.

(Reproduire 1 550 km de profondeur martienne dans un appareil de laboratoire, avec les rayons X qui regardent à l’intérieur pendant que ça fond : il y a des jours où ce métier fait envie ! 😅)

Ce que les auteurs ne prétendent pas avoir démontré

Ils sont les premiers à poser les limites, et il faut les lire avant de titrer sur un océan de magma. Leur travail fournit un cadre de physique des minéraux compatible avec les observations, pas une preuve que cette couche existe. Trois obstacles subsistent : il faut un volume de matière suffisant pour remplir 150 à 180 km, il faut que la concentration en fer tombe dans une fenêtre étroite autour de 5 % de fusion, et d’autres explications rendent compte des mêmes données sismiques. InSight s’est tue en 2022 et ne tranchera pas. Ce qui est démontré ici, c’est qu’un tel liquide peut exister et qu’il coulerait au bon endroit, ce qui n’est déjà pas rien.

En bref

• Une roche martienne reconstituée, comprimée à 18 à 19 GPa et chauffée sous rayons X au synchrotron SPring-8.
• Fusion vers 2 200 K (1 930 °C), soit environ 100 °C sous les estimations précédentes.
• Liquide à 4,1 g/cm³ et près de 40 % d’oxyde de fer : plus dense que la roche, donc il descend vers le noyau.
• Couche envisagée de 150 à 180 km, entre 1 550 et 1 750 km de profondeur.
• Les auteurs parlent d’un cadre plausible, pas d’une preuve : trois explications concurrentes tiennent toujours.

Sources : Nature Geoscience, CNRS, Clubic.

Le Bien Heureux · Redaction Capibara · Dimanche 20 septembre 2026