Mars et planètes primitif
Notre équipe s’intéresse à l’évolution planétaire et aux processus précoces d’il y a plusieurs milliards d’années. Aux premiers stades de la formation planétaires, nos projets de recherche portent sur la formation des premières croûtes et atmosphères. Nous modélisons l’évolution thermique d’un océan de magma primitif en lien avec son atmosphère primordiale. Sur Mars, la transition entre les âges Noachien et Hespérien est cruciale pour comprendre l’évolution du cycle de l’eau et de son impact sur la géomorphologie. Nous nous focalisons sur la morphologie particulière de certains réseaux de vallées du plateau cratérisé de Mars présentant des transitions morphologiques suggérant une évolution spatiale et temporelle de la dynamique hydrologique. Le rôle de Tharsis sur l’hydrosphère régionale est étudié dans ce contexte. Enfin, nous analysons la dynamique des tsunamis sur Mars et le rôle d’un océan en transition. Cela se fait par une analyse d’images à haute résolution et une modélisation en collaboration avec le laboratoire NASA Goddard (USA).
Ceci est abordé sur les chantiers suivants :
Modèles d’évolution thermique Océan de Magma primitif – Atmosphère
Le refroidissement des océans de magma (OM) sur les jeunes planètes telluriques conditionne les environnements primitifs, tant du point de vue des conditions initiales de la dynamique du manteau solide que de celui des cycles chimiques d’espèces volatiles et de l’éventuelle apparition des océans. Réunissant une équipe pluridisciplinaire, nous avons développé un modèle couplé OM-atmosphère. Nous avons ainsi montré que l’apparition d’un océan d’eau dépend non seulement de la taille de la planète et de sa distance au soleil, mais aussi des teneurs initiales en H2O et CO2 (Lebrun et al. 13, Salvador et al. 17). D’autre part, lorsqu’une lithosphère solide commence à se constituer le transfert de chaleur et le transfert de volatils est modifié, or il est important de bien comprendre ce régime géodynamique transitoire, et le couplage entre comportement mécanique, contenu en volatils et transfert de chaleur.
Image : État de la surface d’une planète de type Terre au sortir de la phase Océan de Magma (Massol et al., subm.)
Personnes impliquées :
H. Massol (GEOPS), A. Davaille (FAST, U. Paris Saclay), Ph. Sarda (GEOPS), G. Delpech (GEOPS), C. Pallares (GEOPS)
Financements :
PNP
Origine et la formation des Highlands martiens.
Les observations in situ de possibles vestiges de la croûte continentale par Curiosity, la récente découverte de clastes crustaux différenciés dans la météorite martienne NWA7533 (Hewins et al. 2017) ainsi que la mise en évidence d’un bloc crustal dans la région de Terra Cimmeria Sirenum (Bouley et al., 2020) offrent de nouvelles perspectives pour la compréhension de l’origine et la formation des Highlands martiens.
Liste des projets associés en cours :
Tsunamis sur Mars
La découverte récente d’images montrant des fronts lobés de coulées observées dans la région d’Arabia Terra atteste du passage de vagues successives lié à un ou des épisodes de tsunamis (Costard et al., 2017). Ces coulées s’étendent sur plus de 150 km à l’intérieur des terres, dépassant même les limites des paleo-rivages cartographiées par Parker (1993) et remontent les pentes sur plusieurs dizaines de mètre d’altitude. Ces formations ont toutes les caractéristiques des dépôts de tsunamis terrestres. Grâce à un modèle numérique développé par K. Kelfoun (Univ. Clermont Ferrand), nous sommes parvenus à remonter à l’origine du tsunami, en identifiant les cratères d’impact potentiellement à l’origine de ces tsunamis. La découverte de ces tsunamis sur les paleo-rivages de l’hémisphère Nord de Mars relance le débat de l’existence d’un océan et donc de la stabilité de l’eau liquide sur cette planète. Les tsunamis identifiés dans la région de Arabia Terra sont-ils uniques ou au contraire relèvent d’évènements multiples comme on pourrait s’y attendre ?
Image : Dépôts lobés supposés de mega-tsunumis sur Mars le long des paleo-rivages dans Arabia Terra (en encarté).
Climat ancien et océan sur Mars
Notre équipe étudie les climats anciens en confrontant les archives