Datation des grandes périodes martiennes

L’échelle des temps géologiques martiens repose essentiellement sur la comparaison quantitative de la cratérisation des différents types de terrains martiens, entre eux d’une part, et d’autre part avec ce que l’on connaît d’autres planètes (entre autres, la Lune et Mercure).

La datation des événements géologiques est une question encore largement débattue, à laquelle aucune réponse définitive n’a encore été apportée. D’une manière générale, on admet que plus la densité de cratères d’impact est importante et plus la surface d’une planète est ancienne. Les études sur la densité et la morphologie des cratères à la surface de Mars, très variable d’une région à l’autre, ont donc permis de caractériser trois époques distinctes nommées d’après des régions représentatives. Source : Wikipedia.

1 Le Noachien

Le Noachien (du nom de Noachis Terra) correspond aux terrains les plus anciens depuis la formation de la planète, remontant à plus de 3,7 milliards d’années selon l’échelle (voir plus bas) de Hartmann & Neukum (mais de 3,5 milliards d’années dans l’échelle de Hartmann standard), fortement cratérisés et situés majoritairement dans l’hémisphère sud. Mars avait sans doute une atmosphère épaisse à cette époque, dont la pression et l’effet de serre ont certainement permis l’existence de grandes quantités d’eau liquide. La fin de cette période aurait été marquée par le grand bombardement tardif, daté aux environs de 4,1 à 3,8 milliards d’années, ainsi que par le début d’une intense activité volcanique, notamment dans la région de l’actuel renflement de Tharsis.
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2 L’Hespérien

L’Hespérien (du nom d’Hesperia Planum) correspond aux terrains de 3,7 à 3,2 milliards d’années selon l’échelle de Hartmann & Neukum (mais de 3,5 à 1,8 milliard d’années dans l’échelle de Hartmann standard), marqués par l’activité volcanique de la planète. Le champ magnétique global aurait disparu, permettant au vent solaire d'éroder l'atmosphère, dont la température et la pression au sol auraient commencé à baisser significativement, de sorte que l’eau liquide aurait cessé d’exister de façon permanente à la surface de Mars.
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3 L’Amazonien

L’Amazonien (du nom d’Amazonis Planitia) correspond aux terrains de moins de 3,2 milliards d'années selon l’échelle de Hartmann & Neukum (mais seulement 1,8 milliard d’années dans l’échelle de Hartmann standard), très peu cratérisés et situés très majoritairement dans l’hémisphère nord, à une altitude inférieure au niveau de référence martien. C’est une époque assez pauvre en événements géologiques, marquée par une extrême aridité et dominée par plusieurs épisodes volcaniques, moins intenses que celui, majeur, de l’Hespérien, mais survenus jusqu’à des dates très récentes, peut-être il y a seulement quelques dizaines de millions d’années dans certains cas.
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Plusieurs échelles de temps...

La première échelle des temps géologiques de référence est l’œuvre de l’astronome américain William Hartmann et remonte aux années 1970. Appelée échelle de Hartmann standard, elle repose sur la densité et la morphologie des cratères. Très utilisée notamment chez les Anglo-saxons et dans la littérature antérieure au milieu des années 2000, elle tend néanmoins à être remplacée.

Le planétologue allemand Gerhard Neukum avait développé parallèlement un système de datations reculant sensiblement dans le temps les jalons de Hartmann et qui a trouvé dans les données de la sonde européenne Mars Express, envoyée par ESA (Agence spatiale européenne) le 2 juin 2003, des éléments appuyant une chronologie bien plus longue généralement connue sous le nom d’échelle de Hartmann & Neukum. C’est le référentiel dans lequel tendent à s’inscrire les études actuelles relatives à l’évolution de la planète Mars, notamment à l’ESA.

Cette seconde échelle est plus en phase avec le système stratigraphique proposé notamment par l’équipe de l’astrophysicien français Jean-Pierre Bibring de l’IAS (Institut d’astrophysique spatiale) à Orsay à partir des informations recueillies par l’instrument OMEGA de la sonde européenne Mars Express, introduisant le terme Phyllosien pour définir la première époque appelée aussi éon, à partir de terrains où dominent les phyllosilicates.

La chronostratigraphie (étude de l’âge des couches de roches) crée le Phyllosien correspond aux époques antérieures à 4,2 milliards d’années, avec un ajustement supplémentaire de la définition des époques géologiques martiennes. La discontinuité entre Phyllosien et Theiikien matérialiserait une transition catastrophique entre ces deux époques soulignée par le concept de « grand bombardement tardif », LHB (Late Heavy Bombardment) en anglais, qui aurait frappé le système solaire entre 4,1 et 3,8 milliards d’années selon les estimations provenant d’échantillons lunaires et d’études fondées sur la surface de la planète Mercure. Mars étant à la fois plus proche que la Terre de la ceinture d’astéroïdes et dix fois moins massive que notre planète, ces impacts auraient été plus fréquents et plus catastrophiques sur la planète rouge.

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