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Mars: Arret de la Dynamo et ModificAtion des Conditions de Surface – MADMACS

Résumé de soumission

La planète rouge montre actuellement un visage qui est probablement très different de ce qu'il a été par le passé. Mars apparaît comme une planète froide, sans eau, et géologiquement inactive : l'atmosphère est réduite à sa portion congrue, il n'y a pas d'eau liquide à la surface, et il n'y a aucune trace d'une quelconque activité tectonique. Les observations récentes de la surface de Mars par la sonde européenne MarsExpress, et par les missions américaines Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, et les deux rovers Spirit et Oportunity ont révolutionné notre vision et compréhension de Mars. Les découvertes les plus marquantes sont sans nul doute la découverte d'anomalies magnétiques crustales très intense, et l'identification de minéraux hydratés, comme les argiles, dont la formation nécessite l'action de l'eau liquide. Le champ magnétique rémanent de Mars démontre qu'une dynamo magnétique était active à un certain moment dans le passé. Ce champ magnétique, planétaire, agissait comme un bouclier contre le vent solaire et l'échappement atmosphérique qui y est associé. C'est durant cette période que l'intérieur de Mars était le plus actif. De même, il est très probable que les conditions en surface aient été réunies pour la formation de minéraux hydratés, la présence de réservoirs aqueux en surface ou en subsurface, et pour le développement de réseaux fluviaux, qui sont répandus sur la surface ancienne de Mars. Après l'arrêt de la dynamo, ces conditions ont changé, transformant une planète (plus) chaude et (plus) humide en ce qu'elle est aujourd'hui. Les questions cruciales, sans réponse jusqu'ici, sont (1) quand est-ce que le champ magnétique global et planétaire a disparu sur Mars, et (2) comment cet arrêt de la dynamo a modifié les conditions de surface et la dynamique interne de Mars. Dans ce projet, nous allons aborder cette problématique sous deux approches convergentes. Tout d'abord, nous allons améliorer la résolution des modèles du champ magnétique lithosphérique, avec une attention particulière portée sur la signature magnétique des grands cratères d'impact (>100 km). Cette première étape va permettre de d'estimer (relativement) l'âge de l'arrêt de la dynamo, en comparant les cratères aimantés et ceux désaimantés. Dans un deuxième temps, nous allons considérer la morphologie et la minéralogie de la surface de Mars, et en particulier des terrains d'âge Noachien (> 3.7 Ga). Ces deux approches vont permettre de déterminer quelles étaient les conditions en surface avant et après la disparition du champ magnétique, et comment cette disparition a affecté l'interieur de Mars. Le projet MADMACS peut se décomposer en sept tâches distinctes mais hautement complémentaires. Tout d'abord, nous allons (Task1) (dans une approche directe) prédire la signature magnétique des cratères d'impact. Nous allons également (Task2) améliorer la résolution des modèles décrivant le champ magnétique lithosphérique, en optimisant la base de modélisation et en minimisant les contributions du champ externe. Les résultats de ces deux première étapes vont permettre de (Task3) préciser l'âge de l'arrêt de la dynamo martienne. En parallèle, nous allons (Task4) étudier la répartition des minéraux sur les surfaces Noachienne mais aussi Hespérienne. Ces cartes minéralogiques vont être nécessaire pour (Task5) comprendre stratigraphie et morphologie des couches anciennes pour déterminer les processus sédimentaires ou autres conduisant à leur mise en place. En particulier nous comptons (Task6) restituer les paléopentes contemporaines de la mise en place des réseaux fluviatiles, en étudiant leurs relations géométriques. Ces différents résultats permettront de (Task7) proposer et tester des scénarios d'évolution interne de Mars.

Coordination du projet

Benoît LANGLAIS (Organisme de recherche)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 203 534 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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