The northern ice cap of Mars: an enigmatic evolution compared to the polar environment on Earth

• Autores: Pierre Rognon, Robert Desjardins, Guilles Dawidowicz
• Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 178, Nº. 6, 2007, págs. 427-436
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • La calotte glaciaire septentrionale de Mars: comparaison avec les environnements polaires sur Terre
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• Resumen
  • English

    Would it be possible to interpret the dynamics of the northern polar ice cap of Mars with the same criteria as for terrestrial ice sheets? The aim of this paper is to illustrate the problems posed by such an approach. We present a detailed study of the MOC narrow angle image E01-01773, taken at 83.5°N/241.4°W in the upper part of a 300 km-long depression situated at the edge of the northern polar ice cap. On Mars, every depression resembling a valley is a "chasma", and as this one has no official name, we suggest to call it "West Olympia Chasma" (WOC). By analyzing the satellite image, we have been able to highlight some unusual features of martian glacial geomorphology and to compare them with topographies and sediments known in terrestrial glacial environments. In particular:

    -- the scarp cutting the edge of the ice cap above the chasma is formed of thin alternations of ice and aerosols and is bordered by numerous small and dissymetrical ridges that run parallel to it. On Earth, these ridges would be interpreted as a succession of terminal moraines; in fact, they consist of gravitational debris accumulated under the nearly motionless ice cliff;

    -- at the edge of the ice, where signs of melt water action would be clearly visible in terrestrial environments, there is practically no evidence of such a process on Mars. However, two intriguing channels, several tens of meters wide and about 1 km-long, suggest the occurrence of temporary water flow;

    -- these channels originate at the base of an ice tongue that appears to have flowed recently over the scarp towards the floor of the chasma, in the same manner as surging glaciers on Earth, whereas Mars ice seems motionless;

    -- the sandy sediments covered by the ice cap do not seem to be ground moraines, as would be the case on Earth, but eolian sand brought by winds when the ice cap did not exist.

    At present, the most effective erosion agents are the winds channelled into the chasma and the alternations of condensation/sublimation. Their combined action explains the dissymetry between both sides of the chasma. The winds are enhanced by local topography and contribute to the movement of dunes towards the outlet of the chasma.

  • français

    Est-il possible de comprendre l'évolution géomorphologique de la calotte glaciaire du nord de Mars en utilisant les mêmes critères que pour les inlandsis terrestres ? Pour illustrer les difficultés d'une telle démarche, nous présentons une étude détaillée de l'image satellitaire E01-01773, prise par 83°5N et 241°4W en amont d'une dépression peu profonde longue de 300 km, située en bordure de la calotte polaire septentrionale. Sur Mars, toute dépression ressemblant à une vallée est appelée chasma mais celle-ci n'ayant pas de nom officiel, nous proposons de l'appeler "West Olympia Chasma" (WOC). L'analyse de cette image permet de mettre en évidence certains aspects originaux de la géomorphologie glaciaire de Mars et de les comparer avec certaines topographies et sédiments connus dans les environnements glaciaires terrestres, en particulier :

    -- à la limite de la calotte glaciaire au-dessus de la chasma, un escarpement formé de fines alternances de glace et d'aérosols est bordé par de nombreuses petites crêtes dissymétriques, parallèles à lui. Ces crêtes ressemblent à des successions de moraines terminales terrestres, mais sont, en fait, des talus d'éboulis de gravité accumulés au pied d'une falaise de glace presque immobile ;

    -- en bordure de la glace, les traces caractéristiques de l'action des eaux de fonte, partout présentes sur Terre, sont pratiquement inconnues sur Mars. Pourtant deux curieux chenaux de quelques dizaines de mètres de large et un kilomètre de long semblent témoigner de l'existence d'écoulements temporaires ;

    -- ces chenaux prennent naissance à la base d'une langue de glace qui semble avoir glissé récemment le long de l'escarpement vers le fond de la chasma, à la manière des crues glaciaires observées sur certains glaciers terrestres alors que sur Mars les glaces semblent immobiles ;

    -- les sédiments sableux présents sous la glace ne sont pas des moraines de fond, mais des sables éoliens mis en place par le vent à une époque où l'ice cap n'existait pas.

    Les agents d'érosion actuellement efficaces sont les vents canalisés le long de la chasma et les alternances de condensation/sublimation malgré la faible inclinaison des rayons solaires. Leur action combinée explique la dissymétrie des deux bordures de la chasma tandis que les vents contribuent aux déplacements des dunes vers le débouché de la chasma.