Formation Master 2 - stages réalisés 2014

GanymedeImage en couleurs naturelles de Ganymede prise par la sonde Galileo, le 26 juin 1996.

Modélisation de la dynamique des couches de glace haute pression : Application à Ganymède

Matthieu Dumont
Responsables de stage : G. Thobie et G. Choblet
Organisme : LPG Nantes
M2 TPE- Géosciences planétaires – Planétologie/Géodynamique
Année : 2014

Ganymède est le satellite le plus grand du système solaire avec un rayon équatorial de 2634km. Ce satellite galiléen présente une couche d’eau externe d’une épaisseur importante (près de 900km). Cette couche complexe a la particularité de disposer un océan liquide entre deux couches de glace : l’une basse pression (glace I) en surface et l’autre haute pression (glace VI) en profondeur. Cette couche de glace haute pression est en contact avec le manteau silicaté sous-jacent. Ce manteau lui transfère de la chaleur obtenue via la désintégration radioactive dans le noyau. Le but de ce stage est de caractériser le transfert thermique dans cette couche à l’aide de calculs numériques décrivant son comportement convectif. Afin de décrire le comportement convectif au mieux, une grande gamme de paramètres a été testée. Ces paramètres vont de la vigueur de la convection (nombre de Rayleigh) à l’épaisseur de la couche de glace VI en passant par le flux de chaleur traversant la frontière manteau-couche de glace. Deux modèles d’équilibre de la chaleur sont utilisés ici, le premier consiste à admettre qu’il n’y a ni perte ni production de chaleur dans la couche de glace VI, tandis que le second modèle ajoute les puits de chaleur engendrés par la fusion de la glace.

Mots clés : Convection thermique, Ganymède, Glace haute pression, Modélisation numérique

   
Alberes

Gneiss oeillé rencontré près de Sorède

Étude structurale, pétrologique et géochronologique du massif des Albères (Pyrénées Orientales)

Martin Expert
Responsables de stage : P. Pitra, J. Van Den Driessche, M. Poujol et B. Le Bayon
Organismes : Géosciences Rennes et BRGM
M2 TPE- Géosciences planétaires – Planétologie/Géodynamique
Année : 2014

Le massif des Albères, le plus oriental des massifs de la Zone Axiale, présente les caractéristiques classiques de l’orogenèse hercynien dans cette zone : un métamorphisme de haute température et de basse pression, associé à deux phases tectoniques et leurs schistosités D1/S1 et D2/S2. Les analyses pétrologiques et structurales montrent que le métamorphisme, s’il a commencé antérieurement, a connu son summum pendant D2, avec la mise en place de granite et de roches mafiques, ainsi que de leucogranites résultants de la fusion des roches du massif, et datés à 306,4±2,1. Toutes les données acquises sont compatibles avec les modèles actuels d’origine par transpression des dômes, plutôt que par extension. Si le consensus actuel est pour un développement de ces dômes pendant l’orogenèse hercynienne, la question de la contribution de l’orogenèse pyrénéenne est aussi abordée.

Mots clés : Tectonique, métamorsphisme, pétrologie, orogénèse hercynienne, Albères.

   

MeteoriteFer Observation Macroscopique des échantillons IIG. Météorite Twannberg

Fractionnement isotopique du Germanium dans les des météorites de fer IIAB et IIG: Influences du soufre et du phosphore

Francoise Ali
Responsable de stage : B. Luais
Organisme : CRPG Nancy
M2 TPE- Géosciences planétaires – Planétologie/Géodynamique
Année : 2014

Les météorites de fer sont considérées comme étant les représentants des noyaux des planètes actuelles. La grande diversité de ces objets est sans aucun doute liée à des conditions thermodynamiques (T, P et fO2) différentes de leur corps parent, ainsi que des processus de formation différents du métal, allant d’une simple cristallisation fractionnée à des processus complexes tels que les impacts ou encore évaporation. Ce stage s’est donc intéressé au comportement du Ge qui un élément sidérophile également chalcophile, dans la partie métallique, et dans des inclusions de schreibersite (Fe,Ni)3P de deux groupes de météorites de fer que sont IIB (Santa-Luzia) et les IIG (Twannberg et Tombigbee River). Les valeurs des δ74Ge/70Ge obtenues par MC-ICPMS pour Santa Luzia est de 1.06, et 0.92 et 0.93‰ pour Twannberg et Tombigbee River respectivement confirment le lien de parenté qui existe entre les deux groupes de météorites. Les valeurs δ74Ge/70Ge pour la schreibersite sont de -1.59 et -2.47‰ pour Santa-Luzia et de -3.34‰ pour Tombigbee River. Nous montrons que la composition isotopique des phosphures est enrichie en isotopes légers comparé au métal associé. Les valeurs plus faibles en δ74Ge des IIB peuvent être expliquées par la présence de 0.01 % de micro-inclusions de schreibersite.

Mots clés : Isotopes du germanium, météorites de fer, soufre, phosphore.

curiosity

Curiosity sur mars

Classification des roches ignées dans le cratère de Gale (sol326-512) à partir des mesures de l’instrument ChemCam

Franck Thuillier
Responsables de stage : V. Sautter
Organisme : MNHN
M2 TPE- Géosciences planétaires – Planétologie/Géodynamique
Année : 2014

Cette étude s’intéresse aux données d’imagerie RMI, MastCam et MAHLI, ainsi qu’aux données LIBS de l’instrument d’analyse ChemCam acquises par le rover Curiosity dans le cratère Gale. Des aller-retours entre les images et les données chimiques sont effectués afin d’établir une classification précise des roches. Des critères morphologique et textural des roches ont permis une première classification. Celle-ci est confirmé par le diagramme (Fe+Mg)/Si en fonction d’Al/Si en mol que donne accès à l’analyse minéralogique. La classification révèle une série magmatique alcaline et une catégorie outsider, des roches felsiques type granodiorite. Ces résultats sont remis dans leur contexte avec les données orbitales concordant avec des terrains sub-cratérisés et plus felsiques. Ils sont aussi comparés à la récente découverte et analyse de la météorite bréchique martienne révélant des similarités. Ainsi les résultats montrent des roches effusives mafiques provenant des bords du cratère et des roches felsiques plutoniques granodioritiques à quartz normative correspondant au fond du cratère. Ces roches felsiques granodioritiques pourrait être représentatives de la croûte primitive Martienne et la suite alcaline de l’activité volcanique Noachienne.

Mots clés : Curiosity, RMI, cratère Gale, Minéralogie, ChemCam, Rock classification.

  

DarwinCurosityImage mastcam sur site de Darwin dans le cratère Gale, Mars.

Etude de la composition des conglomérats analysés par Chemcam à bord du rover CURIOSITY

Melissa Joulin
Responsable de stage : N. Mangold
Organisme : LPG Nantes
M2 TPE- Géosciences planétaires – Planétologie/Géodynamique
Année : 2014

L’affleurement Darwin, premier point d’arrêt sur l’itinéraire du rover Curiosity, est un affleurement qui permettrait de comprendre l’histoire géologique du cratère Gale. Dans un premier temps, les textures des roches sédimentaires ont été étudiées avec l’aide d’images RMI (Remote Micro-Imager), ainsi plusieurs unités et fracturations ont été découvertes sur l’affleurement. La technique du LIBS présente les avantages d’une analyse rapide des conglomérats et veines de l’affleurement, afin d’en retirer un grand nombre d’informations sur les éléments qui composent chimiquement la roche. Une analyse des données via les méthodes PLS et ICA a été effectuée.

Mots clés : ChemCam, cratère Gale, conglomérats, veines, technique LIBS, images RMI, méthode PLS et ICA.

SharpCratère robert Sharp, près de la dichotomie martienne, carte altimétrique MOLA.

Étude morphologique, stratigraphique et minéralogique du cratère Robert Sharp, Mars

Jérémy Brossier
Responsable de stage : L. Le Deit
Organisme : LPG Nantes
M2 TPE- Géosciences planétaires – Planétologie/Géodynamique
Année : 2014

De multiples missions orbitales et in situ ont mis en évidence des traces d'une activité hydrologique dans le passé de Mars. D'après l'étude minéralogique récente de Carter et al. (2014), la présence d'un oxy-hydroxyde de fer, l'akaganéite aux conditions de formations particulières, a été révélé dans le cratère Robert Sharp localisé dans la région équatoriale de Mars (133°30'E, -4°7'N). Afin de contraindre l'histoire géologique et hydrologique de Robert Sharp, J'ai réalisé une carte morphologique du cratère à partir d'images visible et proche infrarouge. J'ai également effectué une étude minéralogique de la région à partir d'images multi- et hyperspectrales. Robert Sharp a connu une histoire géologique variée, notamment la formation des terrains frettés et un remplissage par un dépôts aérien/éolien pendant l'Hespérien. L'existence de vallées et de deltas dans le cratère Robert Sharp, ainsi que la présence de certains minéraux hydratés dans le cratère et sur les plateaux environnants, tels que des phyllosilicates, des carbonates, des chlorures et d'oxy-hydroxyde de fer (akaganéite) suggèrent une phase d'activité fluuvio-lacustre au sein du cratère pendant l'Amazonien, c'est à dire la dernière époque de la chronologie martienne. L'existence du paléolac semble de courte durée et estimée entre 1.3 Ga et 500 Ma. Ainsi, cette étude montre que Mars a connu des phases d'activités hydrologiques après le Noachien Supérieur/Hespérien Inférieur.

Mots clés : Mars, télédétection, morphologie, composition minéralogique, imagerie hyperspectrale, Robert Sharp.

   

terrassesCoralTerrasses coralliennes en Indonésie.

Les terrasses coralliennes, une histoire entre niveau marin et croûte terrestre : reconstitution par datation U/Th, étude géomorphologique et modélisation numérique - Archipels de Buton et Wakatobi, Sulawesi, Indonésie

Anne-Morvenn Pastier
Responsables de stage : L. Husson et A. Bezos
Organisme : ISTerre et LPG Nantes
M2 TPE- Géosciences planétaires – Planétologie/Géodynamique
Année : 2014

Les terrasses coralliennes sont des figures sédimentaires formées par les anciens récifs coralliens tropicaux au cours des cycles glaciaires/interglaciaires passés. Le contexte de surrection auquel elles sont associées les surélèvent avec le temps et forme les terrasses en les protégeant d’une réoccupation future. La compréhension de ces séquences coralliennes est indispensable pour appréhender à la fois le contexte géodynamique et climatologique auxquels elles font face. Une nouvelle méthode d’interprétation est ici développée, couplant étude géomorphologique, datation U/Th des coraux et modélisation de la formation de la séquence. Elle permet une meilleure compréhension des interactions entre les processus à l’origine des stratigraphies et morphologies formées. L’étude du modèle a permis de dégager un rôle majeur de la vitesse verticale du substrat, ainsi que du taux de croissance, mais également du taux d’érosion, responsable de modification du paysage et de la formation de terrasses composées de plusieurs âges. Elle permet enfin d’évaluer les vitesses de surrection des sites étudiés entre 0,1 et 0, 75 mm/an.

Mots clés : Terrasses coralliennes, tectonique, géomorphologie, datation, surrection.

Stages des années précédentes : 2013, 2012, 2010 & 2009.