Olympus Mons s'élève à 22,5 km en moyenne au-dessus des plaines environnantes, dont l'altitude est inférieure au niveau de référence. Depuis la fin duXIXe siècle, cette gigantesque formation était connue des astronomes comme une particularité à fortalbédo avant que lessondes spatiales ne révèlent sa naturemontagneuse. Son premier nom, Nix Olympica, enfrançais « Neige de l'Olympe », lui a été donné par l'astronome italienGiovanni Schiaparelli.
Ces premiers observateurs de Mars ont développé une nomenclature reposant sur l'albédo relatif des différentes régions martiennes observées depuis laTerre. LetoponymeNix Olympica faisait référence à l'apparenceenneigée de cette zone,nix enlatin signifiant « neige ». L'albédo élevé perçu depuis la Terre est en réalité provoqué non pas par de la neige mais par les nuages deglace dedioxyde de carbone accrochés à son sommet.
La naturevolcanique de cette région n'a été comprise qu'au début desannées 1970 avec la sondeMariner 9, dont les clichés à bonne résolution ont permis d'identifier lacaldeira et d'interpréter l'ensemble comme un gigantesquevolcan bouclier.
Aujourd'hui,Nix Olympica désigne uniquement l'ancienneformation d'albédo identifiée depuis la Terre[5] tandis qu’Olympus Mons se réfère à l'édifice volcanique dans son ensemble[1]. La littérature scientifique ne traite par conséquent que d'Olympus Mons et non de Nix Olympica.
Hauteur comparée d'Olympus Mons avec les plus hautes montagnes terrestres : leMauna Kea et l'Everest.
Carte topographique d'Olympus Mons.
Image satellite de lacaldeira d'Olympus Mons.Vue oblique recomposée d'Olympus Mons d'après une mosaïque de photographies de lasondeViking.Vue3D de la caldeira.
Olympus Mons est unvolcan bouclier, le résultat de l'empilement d'unelave très fluide émise par descheminées volcaniques sur une durée suffisamment longue. SurTerre, un tel volcan résulte d'épanchements de laves pauvres en silice qui s'écoulent facilement sur de grandes distances, formant des structures aplaties s'étalant sur des surfaces très importantes, contrairement, par exemple, auxstratovolcans, dont le cône, bien formé, a une base bien plus restreinte. Le type même de volcan bouclier est, sur Terre, leMauna Loa, àHawaï ; lepiton de la Fournaise, àLa Réunion, en est un autre, plus petit mais très actif.
En raison de la nature fluide de ses laves, un volcan bouclier est bien plus large que haut. L'inclinaison moyenne des pentes d'Olympus Mons varie ainsi entre 5 et10degrés de façon progressive, avec parfois cependant quelques ruptures de pente.
En 2004, la caméra stéréo haute résolution (HRSC) de la sonde européenneMars Express a identifié, sur les flancs d'Olympus Mons, descoulées de lave datant d'à peine 2 millions d'années. La jeunesse de celles-ci à l'échelle géologique suggère que le volcan pourrait encore êtreen activité[9]. Le volcan lui-même se serait formé auNoachien, il y a plus de 3,8 milliards d'années, et l'activité la plus récente dans les caldeiras serait intervenue il y a entre 150 et 100 millions d'années[2].
Les volcans boucliers martiens atteignent des tailles gigantesques par rapport à leurs équivalents terrestres en raison de l'absence detectonique des plaques sur Mars : la croûte martienne demeure immobile par rapport auxpoints chauds ; ceux-ci peuvent ainsi percer la croûte au même endroit pendant de très longues périodes pour donner naissance à des édifices volcaniques résultant de l'accumulation de laves pendant parfois plusieurs milliards d'années (3,8 milliards d'années dans le cas d'Olympus Mons). Sur Terre, cela n'est pas possible ; en effet, le déplacement desplaques lithosphériques au-dessus de ces points chauds conduit à la formation d'un chapelet de parfois plusieurs dizaines de volcans, chacun ne demeurant actif que pendant quelques millions d'années, ce qui est bien trop bref pour permettre la formation de structures aussi imposantes que sur Mars. L'archipel d'Hawaï est le meilleur exemple terrestre illustrant le déplacement d'une plaque tectonique au-dessus d'un point chaud, en l'occurrence de laplaque pacifique au-dessus dupoint chaud d'Hawaï ; de la même façon, l'archipel desMascareignes résulte du déplacement de laplaque somalienne au-dessus dupoint chaud de La Réunion.
Les investigations récentes menées par les sondes spatiales en orbite autour de Mars indiquent toutes que la surface martienne a fait l'objet de transformations significatives jusqu'à un passé parfois très récent (d'un point de vue géologique), de seulement quelques millions d'années.Olympus Mons n'échappe pas à la règle et, outre des coulées de lave, des phénomènes de naturetectonique et mêmehydrologique datés de seulement 40 à 25 Ma ont été identifiés sur le flanc oriental du volcan[10].
L'escarpement et l'auréole sont tous deux mal compris. La falaise résulterait de glissements de terrain, et l'auréole proviendrait des matériaux entassés au bas de ces glissements. Les coulées de lave s'étendent au-delà de l'escarpement[11].
L'escarpement qui entoure la montagne à sa base aurait été formé par desglissements de terrain induits par une fonte massive dupergélisol[11] ou par un soulèvementtectonique[12],[13]. Les structures linéaires en forme decrêtes présentes autour du volcan au-delà de l'escarpement seraient, quant à elles, desdykes mis en place après les dernièrescoulées de lave ayant atteint la base du volcan[14]. Ces dykes formeraient des structures parallèles ou radiatives, traduisant ainsi des intrusions dans le sol martien[14]. Selon d'autres théories, ces structures seraient les restes des glissements de terrain ayant conduit à la formation de l'escarpement[11]. Une autre théorie propose que l'escarpement serait une résultante de l'érosion qui aurait dégagé le cœur du volcan en déblayant des terrains plus tendres qui constituaient les premiers contreforts de la montagne[11]. Une autre théorie sur la formation de l'escarpement et de ces structures linéaires fait intervenir desglaciers[15]. Cette théorie propose qu'Olympus Mons est à l'origine unvolcan sous-glaciaire formé sous une épaisseur de deux à trois kilomètres de glace[15]. Construit sur le même mode que lestuyas terrestres, lalave se serait empilée en formant l'escarpement[15]. La glace disparue, les auréoles de matériaux situés à la base de l'escarpement se seraient alors formés par des glissements de terrain, faisant d'eux les structures les plus jeunes d'Olympus Mons et non les plus anciennes comme il a été proposé depuis leur découverte[15]. En 2023, une nouvelle interprétation considère l'escarpement principal concentrique de 6 km de haut entourant Olympus Mons comme formé par de lalave coulant dans de l'eau liquide, lorsque l'édifice était uneîle volcanique active à la fin duNoachien et au début de l'Hespérien[16].
Une erreurcourante[réf. nécessaire] consiste à croire que le sommet d'Olympus Mons se situe au-dessus de l'atmosphère martienne. Lapression atmosphérique au sommet est à peu près 12 % de celle de la surface martienne. Par comparaison, la pression atmosphérique au sommet de l'Everest est à peu près 25 % de celle observée auniveau de la mer. Malgré cela, les poussières atmosphériques sont tout de même présentes et une couverturenuageuse deglace de dioxyde de carbone est toujours envisageable au sommet d'Olympus Mons. Les nuages deglace d'eau ne peuvent en revanche pas s'y développer[pourquoi ?]. Bien que la pression atmosphérique martienne moyenne représente moins de 1 % de la pression terrestre, la plus faiblegravité locale permet à l'atmosphère de s'étendrebeaucoup plus haut en altitude.
La présence d'Olympus Mons affecte grandement lacirculation atmosphérique, parfois jusqu'à une altitude d'une cinquantaine de kilomètres[17]. Ainsi, l'atmosphère située sur les flancs duvolcan, réchauffée par les rayons duSoleil, serait parcourue par des mouvements ascendants[17]. Cet air réchauffé se refroidirait en altitude et retomberait à distance du volcan[17]. À proximité de la surface martienne, l'air serait comprimé et se réchaufferait[17].
Une zone plus chaude entoureOlympus Mons à 10 degrés environ du sommet du volcan[17]. Cette zone, circulaire, large de 5 à 7 degrés et située à environ cinq kilomètres d'altitude, se trouve à la base de l'escarpement et présente unetempérature pouvant atteindre30kelvins de plus que les zones environnantes[17].
Comparaison de l'étendue d'Olympus Mons par rapport à laFrance.
De par sonaltitude la plus élevée dusystème solaire et de son nomlatin se traduisant enfrançais par « mont Olympe »,Olympus Mons occupe une place importante dans la culture populaire.
Lamontagne peut aussi servir de décor comme dans la série téléviséeExosquad où se déroule une bataille ou bien dans la nouvelleOlympus Mons deWilliam Walling où des colons se sont établis au pied de la montagne qui leur fournit l'essentiel de leureau grâce à un système d'aqueducs détruits au cours d'uneéruption[19].
Une chanson du groupe de rock américainPixies sur l'albumTrompe le Monde y fait explicitement référence :Bird Dream of the Olympus Mons.
Dans le jeuCall of Duty: Infinite Warfare, le vaisseau amiral du SetDef, colons martiens en rébellion contre laTerre, s'appelle l'Olympus Mons.
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