Rhéologie du pergélisol de Marsapplications géomorphologiques et structurales : conséquences sur l'origine des contraintes compressives

par Nicolas Mangold

Thèse de doctorat en Sciences de la terre

Sous la direction de Paul Duval.

Soutenue en 1997

à Grenoble 1 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    La planete mars est pourvue d'un climat glaciaire et d'un pergelisol riche en glace. Le comportement mecanique du pergelisol est affecte par la presence de la glace. L'objectif de cette etude est (1) de mesurer experimentalement la viscosite de melanges glace-roche analogues au pergelisol et (2) d'appliquer ces resultats a la rheologie du pergelisol, la tectonique et la morphologie. Des implications climatiques et tectoniques sont obtenus a partir de l'etude de glaciers rocheux et des rides compressives. Les resultats experimentaux etablissent que le melange glace-roche se deforme de maniere visqueuse pour des proportions de glace, donc des porosites superieures a 28%. La deformation est cassante pour des proportions de glace inferieures a 28%. Ainsi, lorsque la porosite du pergelisol est elevee, celui-ci est ductile avec une resistance nettement inferieure aux niveaux fragiles. La profondeur a laquelle la deformation ductile du pergelisol peut s'effectuer est limitee par la porosite. La deformation visqueuse du pergelisol s'observe en surface sous la forme de glaciers rocheux situes dans les regions de latitude 35 a 50 ou les temperatures sont actuellement de -60c. A partir des donnees de rheologie et d'observations morphologiques, nous montrons que ces glaciers rocheux ont pu se former sur des durees de l'ordre du milliard d'annees et des temperatures invariablement froides. Aucun rechauffement climatique important n'a pu survenir au cours de l'evolution recente de la planete, soit depuis environ 2 ga. Les rides martiennes sont des structures compressives interpretees comme des chevauchements enracines a faible profondeur. A partir d'observations structurales d'une part et des resultats experimentaux d'autre part, nous montrons (1) que ces structures sont enracinees sur un niveau de decollement a environ 1. 5 km de profondeur et (2) que ce niveau correspond a un interface ductile du a la glace du sous-sol. Enfin nous developpons le probleme de la nature du champ de compression a l'origine des rides. En utilisant les observations, les methodes de datation par crateres et les modeles de refroidissement de la planete, nous arrivons a la conclusion que la deformation compressive est generee par la contraction thermique globale de la planete.

  • Titre traduit

    Rheology of the frozen ground of mars. Geomorphological and structural applications. Implications for compressional stress origin


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  • Détails : 1 vol. (252 P.)
  • Annexes : 183 REF.

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