Couplage entre dynamique interne et rotation : application à l'évolution de Mercure, Japet et Mars

par Guillaume Robuchon

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre et de l'univers. Planétologie

Sous la direction de Olivier Grasset, Gaël Choblet et de Gabriel J. R. Tobie.

Soutenue en 2009

à Nantes .


  • Résumé

    L’évolution de certains corps planétaires fait intervenir de manière couplée la dynamique interne et la dynamique de rotation. La convection solide, qui façonne le champ de température et donc la rhéologie visqueuse, contrôle la dissipation visqueuse du forçage de marée qui intervient sur l’évolution de l’orbite et la période de rotation. En retour, la dissipation de marée induit une composante de chauffage pour l’évolution thermique. A travers l’étude de trois corps, Mercure, Mars et Japet, je montre l’intérêt de cette formulation couplée de l’évolution. La dissipation de marée a joué un rôle important dans les premiers temps de l’évolution de Mercure (contribution au budget de chaleur, ralentissement de la rotation). L’étude couplée indique que l’orientation des escarpements lobés observés à la surface de Mercure peut être héritée de cette interaction. L’évolution du noyau issue de cette étude préserve une partie liquide à l’heure actuelle qui autorise une origine comparable à la dynamo terrestre pour le champ magnétique de Mercure. La différence importante entre les rayons équatorial et polaire de Japet peut être comprise comme une forme fossile héritée d’une époque où la période de rotation fut plus rapide et l’intérieur plus chaud. Ce scénario n’est possible que si les éléments radioactifs abondent dans les premiers instants de l’évolution de Japet. Mars ne présente en revanche aucune interaction de marée notable mais l’influence de la dynamique interne sur l’orientation de la rotation est invoquée pour expliquer les positions relatives du dôme de Tharsis et de la dichotomie hémisphérique. J’introduis un formalisme qui permet de mieux tester cette hypothèse

  • Titre traduit

    Coupling between internal dynamic and rotation : application at the evolution of Mercury, Iapetus and Mars


  • Résumé

    The evolution of some planetary bodies involves so coupled internal dynamic and rotation dynamic. The solidus convection, which shapes the temperature field and thus the viscous rheology controls the viscous dissipation of tidal forcing that occurs on the evolution of the orbit and rotation period. In return, the tidal dissipation induced heating element for the thermal evolution. Through the study of three bodies, Mercury, Mars and Iapetus, I show the interest of this coupled formulation of the evolution. The tidal dissipation has played an important role in the early stages of the evolution of Mercury (contribution to the heat budget, despinning). The combined study indicates that the orientation of lobate scarps observed on the Mercury surface can be inherited from this interaction. The evolution of the core outcome of this study preserves a liquid part at the moment which allows a similar origin at the terrestrial dynamo for the magnetic field of Mercury. The major difference between the equatorial and polar radii of Iapetus can be understood as a fossil form inherited from a time when the rotation period was faster and the interior was hotter. This scenario is possible if the radioactive elements abound in the first moments of the Iapetus evolution. In return, Mars not present significant tidal interaction, but the influence of internal dynamic on the direction of rotation is invoked to explain the relative positions of Tharsis and of the hemispheric dichotomy. I introduce a formalism that allows to better test this hypothesis

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Informations

  • Détails : 1 vol. (196 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 181-196

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2009 NANT 2090
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