Convection of fluids in martian soils and induced exchanges with atmosphere and paleo-hydrosphere
La convection des fluides dans le sol de Mars et les échanges induits avec l'atmosphère et la paléo-hydrosphère de la planète
Résumé
Mars' geological record, with objects reflecting its internal activity and surface-atmosphere exchanges, extends for more than 4 Ga. It offers a unique situation for understanding planetary evolution. The topic of this thesis is the circulation of fluids in the crust, making part of these exchanges. First, the paradigm that condensation, sublimation and diffusion of volatiles within the regolith dominate the cold and dry Amazonian era (<3 Ga) is modified by the finding of the importance of air convection in porous soils (aerothermalism). This process was revealed from thermal imagery (Mars Odyssey/THEMIS) and morphology (e.g., Mars Express/HRSC) for Cerberus Fossae, and Arsia volcano. Second, the Hesperian era is characterised by the formation of chaotic terrains and outflow channels carved by massive release of water. In our views, the chaotic terrains may be formed by convection of clay deposits. This original hypothesis is supported by associated detections of phyllosilicates (CRISM and OMEGA data).
Mars est un objet privilégié pour comprendre l'évolution d'une planète. Des témoins géologiques de son activité interne et des échanges surface-atmosphère sont préservés sur 4 Ga. Cette thèse étudie ces échanges au travers de la circulation des fluides dans la croûte. Le climat froid et sec de l'Amazonien (< 3 Ga) implique la condensation, sublimation et diffusion des espèces volatiles dans le régolithe. Ce paradigme est modifié par la découverte de l'importance de la convection d'air dans les sols poreux (aérothermalisme). Ce processus a été mis en évidence par l'imagerie thermique (Mars Odyssey/THEMIS) et la morphologie (e.g., Mars Express/HRSC) pour Cerberus Fossae et le volcan Arsia Mons. La période Hespérienne est marquée par la libération massive d'eau aboutissant à la formation des terrains chaotiques et des chenaux de débâcle. Nous proposons que ces objets résultent de la convection d'argiles. Cette hypothèse originale est corroborée par les détections de phyllosilicates (données CRISM et OMEGA).