Rhéologie du pergélisol de Mars : applications géomorphologiques et structurales ; conséquences sur l'origine des contraintes compressives

Résumé : La planète Mars est pourvue d'un climat glaciaire et d'un pergélisol riche en glace. Le comportement mécanique du pergélisol est affecté par la présence de la glace. L'objectif de cette étude est (1) de mesurer expérimentalement la viscosité de mélanges glace-roche analogues au pergélisol et (2) d'appliquer ces résultats à la rhéologie du pergélisol, la tectonique et la morphologie. Des implications climatiques et tectoniques sont obtenues à partir de l'étude de glaciers rocheux et des rides compressives. Les résultats expérimentaux établissent que le mélange glace-roche se déforme de manière visqueuse pour des proportions de glace en volume, donc des porosités, supérieures à 28%. La déformation est cassante pour des proportions de glace inférieures à 28%. Ainsi, lorsque la porosité du pergélisol est élevée, celui-ci est ductile avec une résistance nettement inférieure aux niveaux fragiles. La profondeur à laquelle la déformation ductile du pergélisol peut s'effectuer est limitée par la porosité. La déformation visqueuse du pergélisol s'observe en surface sous la forme de glaciers rocheux situés dans les régions de latitude 35 à 50° où les températures sont actuellement d'environ -60°C. A partir des données de rhéologie et d'observations morphologiques, nous montrons que ces glaciers rocheux ont pu se former sur des durées de l'ordre du milliard d'années et des températures invariablement froides. Aucun réchauffement climatique important n'a pu survenir au cours de l'évolution récente de la planète, soit depuis environ 2 Ga. Les "rides" martiennes sont des structures compressives interprétées comme des chevauchements enracinés à faible profondeur. A partir d'observations structurales d'une part et des résultats expérimentaux d'autre part, nous montrons (1) que ces structures sont enracinées sur un niveau de décollement à environ 1.5 km de profondeur et (2) que ce niveau correspond à un interface ductile dû à la glace du sous-sol. Enfin nous développons le problème de la nature du champ de compression à l'origine des rides. En utilisant les observations, les méthodes de datation par cratères et les modèles de refroidissement de la planète, nous arrivons à la conclusion que la déformation compressive est générée par la contraction thermique globale de la planète.
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Contributeur : Pascale Talour <>
Soumis le : jeudi 11 octobre 2012 - 11:11:33
Dernière modification le : jeudi 7 avril 2016 - 14:46:13
Document(s) archivé(s) le : vendredi 16 décembre 2016 - 23:30:15

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Nicolas Mangold. Rhéologie du pergélisol de Mars : applications géomorphologiques et structurales ; conséquences sur l'origine des contraintes compressives. Planétologie et astrophysique de la terre [astro-ph.EP]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 1997. Français. 〈tel-00740850〉

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