Hétérogénéité optique et minéralogique des surfaces planétaires par étude spectrale : région de Tharsis (Mars) et bassin d'impact Humorum (Lune)

par Patrick Martin

Thèse de doctorat en Planétologie

Sous la direction de Patrick Pinet.

Soutenue en 1996

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Ce travail, basé sur la théorie de la spectroscopie de réflectance, comporte un premier volet d'étude sur les propriétés optiques, minéralogiques, et thermophysiques de la surface martienne (région de Tharsis), en relation avec les processus d'altération et la proportion de roches crustales exposées, et un second ayant trait à l'étude optique, physico-chimique, et géologique de la surface lunaire dans la région du bassin d'impact humorum. Dans le cas de mars, environ 1500 spectres ont été analysés dans le domaine 0. 8-1. 05 micron (résolution spectrale r=600) lors de l'opposition de 1990, à partir de mesures hyperspectrales effectuées par le spectrographe intégral de champ tigre. Les données, couvrant la région volcanique de Tharsis a une résolution spatiale de 200-250 km, donnent accès à une information détaillée concernant la minéralogie ferrique et ferreuse de sols martiens non documentes ou faiblement documentes. Les signatures spectrales présentent des caractéristiques d'absorption se distribuant dans 3 domaines de longueur d'onde: 0. 85-0. 89 micron, 0. 90-0. 94 micron, et 0. 95-1. 0 micron. Combines a des analyses de données de laboratoire, les résultats issus d'une modélisation par mélanges spectraux révèlent qu'environ 90% des terrains considérés peuvent être expliqués par des combinaisons variées de minéraux de type clinopyroxène et de type hématite, les 10% restant représentant des variations spectrales plus subtiles. Des caractéristiques ferriques et ferreuses sont présentes dans les spectres de la plupart des régions brillantes et sombres, pour des unités de surface d'environ 250 km x 250 km. De plus, des associations inhabituelles de propriétés spectrales sont mises en évidence, fournissant des arguments en faveur d'une hétérogénéité de composition des sols. Ces hétérogénéité s seraient contrôlées par des mélanges variables de minéraux de type hématite, par des assemblages hématite-pyroxène, et/ou par des phases variées de pyroxènes. Les relations entre propriétés spectrales et thermiques semblent être plus complexes que la distribution bimodale classique proposée lors de travaux antérieurs, avec des caractéristiques ferriques et ferreuses reliées à l'inertie thermique mais de manière non systématique, des régions échappant à la tendance générale observée. Dans la deuxième partie, une mosaïque à haute résolution spatiale (340 m) de la région lunaire de mare humorum a été produite à partir des données multispectrales acquises en 1994 dans les cinq canaux de la camera uv/visible de la sonde spatiale Clémentine (0. 40, 0. 75, 0. 90, 0. 95, et 1 micron). Plusieurs analyses spectrales ont permis de caractériser et de contraindre la composition chimique (teneur en fer, en titane) de la région et d'effectuer une première estimation de la minéralogie et de la maturité de la surface, sur la base des propriétés spectroscopiques. De plus, le couplage des résultats d'une modélisation par mélanges spectraux avec l'information géomorphologique et topographique de la région a conduit à déduire des implications sur la mise en place des différents types d'unités de mers et de continents, sur les contaminations de matériaux au sein de ces unités, ainsi que sur les variations stratigraphiques crustales liées a la formation du bassin d'impact.

  • Titre traduit

    Optical and mineralogical heterogeneity of planetary surfaces from spectral investigation : the Tharsis region (Mars) and the humorum impact basin (Moon)


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  • Détails : 1 vol. (XI-272-[45] p.)
  • Annexes : 618 REF.

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