Formation Master 2 - stages réalisés 2018

MEB

a. Image MEB en électrons secondaires des cristaux allongés courts de l’échantillon VF03-CD.

b. Échantillon VFgypse1-CD présentant des structures radiées formées par la version courte des cristaux allongés.

c. Échantillon VFgypse2-CD présentant la version longue des cristaux formant une structure radiée en gerbe.

d. Cristaux à morphologie hexagonale observés dans l’échantillon VF01-CD.

e. Morphologie en dents de scie observée sur l’échantillon VF01-CD.

f. Morphologie en dents de scie observée ailleurs dans l’échantillon VF01-CD.

g. Cristaux en pics observés dans l’échantillon VF01-CD.

h. Morphologie en pics observée dans l’échantillon VF03-CD.

Cristallisation expérimentale de sulfates par sublimation de glace d’eau: applications à la Terre, à Mars et à d'autres corps du Système Solaire.

Valentin Fortier
Responsables de stage : Benjamin Rondeau et Olivier Bourgeois
Organisme : Laboratoire de Planétologie et Géodynamique
M2 STPE - Terre & Planètes
Année : 2018

Les sulfates sont des sels dont la chimie se base sur le groupement SO42-. Ce sont des éléments que l'on retrouve fréquemment sur Terre ainsi que sur de nombreux corps planétaires comme Mars ou les comètes. Ces sels ont été jusqu'à maintenant perçus comme étant formés dans des milieux évaporites, des milieux avec une présence d'eau liquide passant sous forme gazeuse et entrainant la cristallisation des ions restants. Ce travail met en évidence que cette formation de sulfates peut tout aussi bien avoir lieu dans des conditions de sublimation de la glace d'eau, expliquant ainsi la présence de sulfates dans des milieux froids ne permettant pas la présence d'eau liquide. Avec le protocole expérimental développé au cours de ce stage, couplé à une analyse à la Microscopie Électronique à Balayage, j'ai pu contraindre la formation de ces sulfates, et plus particulièrement du CaSO4, en faisant varier les conditions de sublimation, de congélation ainsi que la chimie des glaces. J'ai pu ainsi mettre en évidence l'impact de chacune des trois variables énoncées précédemment et avancer l'hypothèse que la formation des sulfates par sublimation est possible dans des conditions terrestres telles que celle du glacier du Guanaco au Chili, ainsi qu'au niveau de corps planétaires tels que Mars en ce qui concerne ses calottes polaires ou tels que la planète naine Cérès. Le protocole que j'ai développé laisse de plus de nombreuses pistes à suivre qui mériteront d'être exploitées dans de prochaines études.

 

Mimas 21

Figure représentant la répartition des contraintes à la surface de Mimas. Les contraintes extensives sont représentées en rouge et les contraintes compressives en bleu.

Cartographie de structures de surface de Mimas et Dione (satellites de glace de tailles moyennes).

Giovanni Frati
Responsables de stage : Olivier Bourgeois
Organisme : Laboratoire de Planétologie et Géodynamique
M2 STPE - Terre & Planètes
Année : 2018

L’étude des lunes de glace du système saturnien par la sonde Cassini et la découverte de l’activité d’Encelade a induit un intérêt tout particulier à la compréhension de la dynamique des lunes de glace de tailles moyennes. Beaucoup de modèles géophysiques ont été mis en place afin de mieux comprendre l’origine, l’histoire et la dynamique de ces corps mais les études structurales à échelles globales permettant de contraindre ces modèles sont manquantes. Ce travail fournit les cartes des structures tectoniques de Mimas et Dione et l'analyse de la répartition de ces structures à échelle globale. Les résultats obtenus montrent que Mimas comporte 50% de structures extensives préférentiellement orientées E-W selon une ligne équatorial, 30% de structures compressives d’orientations variables sur des latitudes plus hautes, le tout regroupé sur l’hémisphère antisaturnien. Dione comporte un grand nombre de structures extensives d’âges et d’orientations différents, se concentrant soit sur l’hémisphère de tête (leading hemisphere), soit sur l‘hémisphère de queue (trailing hemisphere). La cartographie structurale de Mimas montre que cette dernière a connu une période d’activité. De plus, la répartition globale de ses structures n’est pas incompatible avec une migration de sa coquille du fait d’une anomalie de masse. La cartographie structurale de Dione confirme que cette dernière a connu plusieurs périodes d’activités très probablement marquées par des contraintes extensives. La mise en place de modèles de distributions globales de contraintes et de masses au sein de ces corps ainsi que la mise en place de cartes structurales de Tethys et Rhea permettraient une meilleure compréhension tant des processus à l’origine des résultats de l’étude ici fournit que de la dynamique des lunes de glace de tailles moyennes d’une manière plus générale.

 

Pourous Core

Models of internal structure used for the simulations considering a porous core surrounded by a global subsurface ocean and an icy shell.

Impact of tidal heating on the internal dynamics of Saturn’s mid-sized moons.

Mathilde Kervazo
Responsables de stage : Christophe Sotin et Julie Castillo (JPL); Gaël Choblet et Gabriel Tobie (LPG)
Organismes : Jet Propulsion Laboratory (Pasadena) et Laboratoire de Planétologie et Géodynamique (Nantes)
M2 STPE - Terre & Planètes
Année : 2018

One major discovery of Cassini mission is the observation of eruption on Enceladus, revealing the role of tidal dissipation within its water-filled unconsolidated core, powering the geological activity and sustaining a subsurface ocean (e.g. Choblet et al., 2017). However, the other mid-sized moons Mimas, Tethys and Dione exhibit very different geological properties. As they have also been suggested to harboured a subsurface ocean (Mimas) and/or have harboured a subsurface ocean (Tethys and Dione), their interior could have/have had the same structure than that inferred for Enceladus. In this context, the goal of this study is to investigate how tidal heating impacts the internal dynamics of Saturn’s mid-sized moons. For that purpose, I model how much tidal dissipation can be produced within Mimas, Enceladus, Tethys and Dione; from an homogeneous to differenti- ated state, and simulate heat transfer by water circulation in their porous silicate core regarding their present day position. The results show that, for Mimas, the total power produced within such an unconsolidated core is huge (up to 45 GW) and should led to an activity similar or larger than Enceladus, but none is observed at the surface. Interestingly, in the case of Dione, the pattern produced by tidal dissipation could resemble the heat flux distribution inferred from geomorphological analysis at its surface, although the tidal heat budget at present (less than 1 mW/m2) falls short of the several tens of mW/m2. Finally, tidal dissipation in Tethys porous core cannot produce the required heat flux at present to match the several tens of mW/m2 indicated by White et al. (2017). The combination of these results seems to indicate that these four mid-sized moons of Saturn are currently at different stages of their evolution.

Stages réalisés les années précédentes