The magnetic field of the Earth and Mars: new insights by Orsted and Mars Global Surveyor spacecraft
Les champs magnétiques de la Terre et de Mars : apport des satellites Oersted et Mars Global Surveyor
Résumé
The aim of this thesis is to chart and understand the multitude of magnetic fields encountered at the surface of the Earth, in near-Earth space, and in near-Mars space.
We first introduce terrestrial magnetic field measurement techniques, and we describe in detail the validation and the processing of the Ørsted magnetic measurements. After introducing geomagnetic reference field models (with their limited resolution, due to the poor geographical data distribution), we show the major improvement that the Ørsted magnetic data has had in describing the Earth’s magnetic field. Our models are computed with a resolution similar to that of the MAGSAT (1979-1980) models. Comparisons of the new models with previous ones lead to a better understanding of the dynamics of the magnetic field at the core-mantle boundary. It also improves the description and the understanding of the magnetic field of lithospheric origin.
We then introduce data from the Mars Global Surveyor satellite. These data allow the first model of the Martian magnetic field to be made. This field is a remanent one, frozen in the upper lithosphere. Correlations between the magnetic field and the avalaible topographic and gravimetric data are used to make inferences about the chronology of the martian lithosphere, and more generally about Mars’ evolution.
Combined studies of the Earth’s and Mars’ magnetic fields will undoubtedly provide new constraints on the geodynamo and the now-extinct areodynamo.
Le sujet de ce mémoire est l’utilisation des mesures magnétiques effectuées à bord de satellites pour mieux décrire et comprendre le champ magnétique de la Terre et celui de Mars.
Dans une première partie, nous décrivons les techniques d’acquisition des mesures magnétiques terrestres, en insistant particulièrement sur la validation et le traitement des données du satellite Ørsted. Après avoir introduit les modèles magnétiques de référence, et leur limitation due à la mauvaise répartition des données terrestres, nous montrons l’apport essentiel des données Ørsted pour décrire le champ magnétique terrestre avec une résolution qui jusqu’ici n’avait été atteinte que pendant la période MAGSAT (1979-1980). Les nouveaux modèles du champ géomagnétique, et leur comparaison avec des modèles dérivés des données MAGSAT permettent de mieux appréhender la dynamique du champ magnétique à la surface du noyau, mais aussi de mieux décrire et interpréter (en termes de structures géologiques) le champ magnétique d’origine lithosphérique.
Dans une deuxième partie, nous utilisons les données de la mission Mars Global Surveyor pour obtenir les premières descriptions du champ magnétique martien. Celui-ci, figé dans les couches superficielles, ne présente pas les mêmes caractéristiques que le champ lithosphérique terrestre. Nous discutons la corrélation du champ magnétique martien avec les données topographiques et gravimétriques disponibles, et nous énonçons des hypothèses quant aux séquences temporelles de la mise en place de la lithosphère, et plus généralement sur l’histoire de l’évolution de la planète Mars.
L'étude combinée du champ magnétique terrestre et du champ magnétique martien, et leur comparaison apportera à terme des contraintes quant à la dynamo terrestre et l’ancienne dynamo martienne.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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