Etude géophysique de structures d'impact météoritique

par William Zylberman

Thèse de doctorat en Géosciences de l'environnement

Sous la direction de Yoann Quesnel et de Gordon R. Osinski.

Soutenue le 27-11-2017

à Aix-Marseille en cotutelle avec Western university (Canada) , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences de l'Environnement (Marseille) , en partenariat avec CEREGE (laboratoire) et de Center for Planetary Science and Exploration (Ontario, Canada) (laboratoire) .

Le président du jury était Pierre Rochette.

Le jury était composé de Gordon R. Osinski, Sheri Molnar, Jérôme Gattacceca.

Les rapporteurs étaient Lauri J. Pesonen, Stuart Gilder.


  • Résumé

    Les cratères d'impact hypervéloces sont les structures morphologiques les plus abondantes à la surface des corps planétaires telluriques du système solaire, sauf sur Terre où ils sont effacés par les processus de surface. La structure interne des cratères d'impact de type complexe ne peut être étudiée en détail que sur Terre par des études géophysiques et géologiques de terrain. De telles approches - combinées à de la modélisation - peuvent révéler comment le processus de cratérisation, la composition des roches cibles, l'érosion et d'autres processus post-impact peuvent conduire aux anomalies géophysiques observées, qui peuvent également être détectées par des données satellitaires sur d’autres planètes. La cartographie du champ magnétique, les mesures gravimétriques, les sondages électromagnétiques (EM34), les analyses paléomagnétiques, le magnétisme des roches et les techniques pétrographiques sont utilisées. Pour la première fois, nous révélons que la structure de Tunnunik récemment découverte présente des anomalies de gravité négative et de champ magnétique positif typiques, ce qui nous aide à reconsidérer l'étendue de la fracturation dans les roches cibles. La structure d’Haughton, moins érodée que Tunnunik, montre des signes d'une aimantation augmentée au centre de son soulèvement central, ce qui est causé par l’altération hydrothermale induite par l’impact. Le paléomagnétisme aide à contraindre les âges différents des deux impacts des lacs à l’eau claire au Québec. Ce travail a des implications importantes pour notre compréhension du processus de cratérisation dans le système solaire, notamment en ce qui concerne l'étude des surfaces planétaires.

  • Titre traduit

    Geophysical study of meteorite impact structures


  • Résumé

    Hypervelocity impact craters are the most abundant morphologic features on rocky planetary bodies of the solar system, except on Earth where they are erased by surface processes. The internal structure of complex impact craters can only be studied on Earth by using ground-truth geophysical and geological studies. Such approaches - combined with modeling - can reveal how impact cratering, target geological composition, erosion and other post-impact processes can lead to the observed geophysical anomalies, which could also be detected by remote geophysical data on other planetary surfaces. Magnetic field mapping, gravimetry measurements, electromagnetic soundings (EM34), paleomagnetic analyses, rock magnetism and petrography techniques are used. For the first time, we reveal that the recently-discovered Tunnunik impact structure has typical negative gravity and positive magnetic field anomalies, which help us to reconsider the brecciation extent in the target rocks. The Haughton crater, which is less eroded than Tunnunik, shows evidence for an enhanced-magnetization in the core of the central uplift, caused by impact-generated hydrothermal alteration. Paleomagnetism helps to constrain the different ages of the East and west clearwater lake impacts. This work has important implications for our understanding of impact-cratering in the solar system, especially concerning the study of planetary surfaces.

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