La surface de la planète Mars comprend deux zones nettement distinctes : les hautes terres de l’hémisphère Sud, porteuses de nombreux cratères d’impact et donc anciennes, et les basses terres de l’hémisphère Nord, moins cratérisées et donc plus récentes. Les secondes sont des plaines. L’épaisseur de la croûte est généralement comprise entre 35 et 55 km dans les hautes terres, alors qu’elle se situe entre 15 et 35 km dans les basses terres. La cause de cette dichotomie n’est pas connue.
En étudiant l’histoire géologique de Mars, une équipe de scientifiques français et américains a mis en évidence une zone particulière des hautes terres. Ils ont essayé de savoir à quoi ressemblait la planète avant le volcanisme de Tharsis, qui a créé en particulier Olympus Mons, la plus haute montagne du Système solaire, et les quatre bassins d’impact de Hellas, Argyre, Isidis et Utopia. Les deux premiers sont des dépressions circulaires bien visibles dans les hautes terres. Le troisième se trouve à cheval entre les hautes et les basses terres.
Leurs calculs, qui ont consisté à retirer l’épaississement dû au volcanisme de Tharsis et l’amincissement des quatre bassins, ont fait apparaître une zone de la croûte dont l’épaisseur atteint 45 à 55 km. Appelée Cimmeria-Sirenum, elle est entourée par des tiretés sur les deux cartes. Le point d’interrogation signale une incertitude sur la frontière entre les régions de Cimmeria-Sirenum et de Thaumasia.
Ce bloc crustal épais évoque une croûte continentale terrestre, moins dense et plus épaisse que la croûte océanique composée en surface de basalte. On y remarque également des anomalies magnétiques, datant de l’époque où Mars avait un champ magnétique, et chimiques. Cette zone a une forte concentration de potassium et de thorium, deux éléments caractéristiques de la croûte continentale terrestre. C’est le seul endroit, sur les hautes terres, où les concentrations de ces éléments sont corrélées.
Le cratère Gale, exploré par le rover Curiosity, se trouve à la bordure nord de Cimmeria-Sirenum. Des fragments de ce qui pourrait être une croûte continentale martienne, plus riche en silice que le basalte, ont peut-être été trouvés. Il est possible qu’elle ait été recouverte par des coulées de lave basaltique. Dans ce cas, on pourrait parler d’un continent caché.
En tout cas, on sait maintenant que les hautes terres ne sont pas homogènes. Composées de blocs crustaux, elles ont conservé les traces d’une histoire antérieure au Noachien, la première époque géologique qui ait été définie sur Mars, il y a plus de 4,1 milliards d’années. Il a pu exister des processus semblable à ceux de la Terre, capable de produire une croûte continentale à partir d’une croûte primordiale basaltique. On pense à la tectonique des plaques, mais les impacts de météorites, fréquents lors de la jeunesse du Système solaire, ont également pu faire naître des noyaux de continents.
Il ne faut pas imaginer qu’il ait existé sur Mars des continents ressemblant exactement à ceux de la Terre actuelle. La Terre primitive (hadéenne et archéenne) avait elle elle-même un visage très différent de celui-ci d’aujourd’hui. Néanmoins, il a bien existé sur Terre des noyaux de continents, qu’on appelle des cratons.
Pour la définition des périodes géologiques martiennes, voir : Des déformations de la croûte de Mars ont été datées.
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Sylvain Bouley et al., A thick crustal block revealed by reconstructions of early Mars highlands, Nature Geoscience, 6 January 2020.
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