Surfaces Planétaires

L'objectif des travaux menés dans le cadre du thème «Surfaces Planétaires» est d'observer et d'interpréter la surface des planètes, y compris celle de la Terre, en termes de processus géologiques (déformations tectoniques, volcanisme, altération, érosion, transport, sédimentation, etc.). Nous sommes impliqués dans différents programmes d'exploration spatiale actuels et futurs vers différents corps planétaires (Mars, satellites de Jupiter et de Saturne, Venus, Pluton) comme en orbite terrestre (instruments hyperspectraux). Les outils dont nous disposons comportent une plateforme informatique pour le traitement des données spatiales (imagerie visible et infra-rouge, topographie), des outils d’études pétrologiques et géochimiques qui incluent des microscopes et des réacteurs chimiques sous atmosphère contrôlée pour l'étude de l'altération, et une plateforme d'analyse spectrale (spectromètres de laboratoire et de terrain, caméras hyperspectrales) qui nous permet de valider nos interprétations des données spatiales à partir de mesures sur des échantillons naturels et synthètiques. 

 

 

 

La géologie de Mars

De nombreux résultats du thème Surfaces Planétaires ont trait à l’exploration de la surface de Mars. En premier lieu, les données orbitales permettent d’y analyser les morphologies fluviales, glaciaires et éoliennes notamment, en couplant imagerie et topographie, en collaboration avec les équipes OMEGA et HRSC de la sonde Mars Express. Les résultats des dernières années démontrent notamment la présence de dépôts glaciaires en dehors des calottes polaires, la décroissance temporelle de l’érosion fluviale, l’ubiquité des minéraux hydratés dans les terrains anciens et leur corrélation avec des processus climatiques ou hydrothermaux selon les cas, en lien avec des expériences d’altération en laboratoire. En second lieu, la participation à l’équipe scientifique du rover Curiosity a ouvert une voie nouvelle au laboratoire avec l’étude de données in situ. Les résultats obtenus dans le cratère d’impact Gale ouvrent de nouvelles pistes dans la compréhension de l’évolution géologique de Mars, aussi bien paléoclimatique que crustale. Ce dernier point se connecte à l’étude  des météorites martiennes dont la plus récente trouvaille se trouve être un fragment de croûte très ancienne.

 

 

 

L’exploration de Titan et des satellites de glace

Le thème Surfaces Planétaires est aussi fortement investi dans l ‘exploration de Titan, un satellite de glace dont les conditions de surface très particulières (pression atmosphérique de 1.5 bar et température de -180°C) permettent au méthane et peut-être à d’autres composés organiques d’être présents sous forme de liquides. Les travaux menés au LPGN, grâce aux collaborations avec l’équipe de la sonde Cassini, ont permis de progresser dans la compréhension de la formation et de l’évolution des lacs de Titan, et en particulier d’identifier des processus de dissolution pouvant avoir lieu dans ces matériaux carbonés très particuliers, ainsi que de la formation et de l’évolution saisonnière des nuages dans l’atmosphère. En plus de nos activités sur Titan, nous étudions les surfaces des corps glacés, notamment par les analyses de laboratoire sur des glaces, et participations aux missions New Horizons vers Pluton et JUICE vers les satellites de Jupiter.

 

 

 

La Terre comme référence

Nous développons également des travaux ciblés sur des processus terrestres, ce qui nous permet de comparer les objets que nous découvrons sur les planètes avec leurs analogues terrestres. Des études de terrain ont notamment été menées en Namibie, en Islande, au Maroc, en Éthiopie et en Indonésie, et sont complétées, selon les cas, par des analyses en laboratoire, des développements en modélisation analogique et/ou l'acquisition de données hyperspectrales. Ces travaux ont pour but de comprendre des processus précis de nature minéralogique (altération supergène de roches ou de déchets miniers, formation d’opale), sédimentaire (évolution des sédiments côtiers) ou géodynamique (mouvement verticaux, fluides et fracturation, croissance crustale).  Les collaborations naissantes avec les chercheurs associés du Mans laissent envisager de futurs projets centrés autour de la modélisation analogique et des relations entre fluides, déformations crustales et morphologies superficielles.