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RHEOLOGIE DU PERGELISOL DE MARS Applications géomorphologiques et structurales. Conséquences sur l'origine des contraintes compressives (Rheology of the frozen ground of Mars. Geomorphological and structural applications. Implications for compressional stress origin)

Auteur(s) / Author(s)

Mangold Nicolas ; Duval Paul ;

Affiliation(s) du ou des auteurs / Author(s) Affiliation(s)

Université de Grenoble 1, Saint-Martin-d'Hères, FRANCE

Résumé / Abstract

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 obtenus 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, 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 de -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.

Source / Source

Travaux Universitaires
1997, [Note(s) : , 252] (183 ref.) Travaux universitaires (Année de soutenance : 1997) (N^o :  97 GRE1 0292) Source : Français ; 

Mots-clés anglais / English Keywords

Mars ; permafrost ; rheology ; stress ; compression ; ice ; glacial environment ; viscosity ; experimental studies ; porosity ; rock glaciers ; thermal effects ; tectonics ; landform evolution ; soils ;

Mots-clés français / French Keywords

Planète Mars ; Pergélisol ; Rhéologie ; Contrainte ; Compression ; Glace ; Milieu glaciaire ; Viscosité ; Etude expérimentale ; Porosité ; Glacier rocheux ; Effet thermique ; Tectonique ; Morphodynamique ; Sol ;

220d01 ; 001e01d01 ;

Mots-clés espagnols / Spanish Keywords

Planeta Marte ; Permafrost ; Reología ; Coacción ; Compresión ; Hielo ; Medio glaciar ; Viscosidad ; Porosidad ; Tectónico ; Morfodinámica ; Suelo ;

Localisation / Location

INIST-CNRS, Cote INIST : T 117168