Approche magnétique de la formation du régolithe martien : étude sur analogues terrestres et expérimentaux

par Vincent Chevrier

Thèse de doctorat en Géosciences de l'environnement

Sous la direction de Pierre Rochette et de Pierre-Etienne Mathé.

Soutenue en 2004

à Aix-Marseille 3 .

mots clés

• Mars (planète) -- Géologie
• Météorisation (géomorphologie)
• Altérites
• Hydroxydes ferriques
• Sulfures
• Fer
• Sulfates
• Carbonates

Résumé

Les résultats des missions spatiales montrent la présence d'un régolithe martien fortement altéré, dont une origine possible provient de l'altération du substrat basaltique primaire par l'atmosphère et l'hydrosphère. Cette hypothèse d'altération météorique est testée sur un analogue terrestre : la dolérite de Ferrar provenant d'Antarctique et sur un certain nombre de minéraux altérés sous atmosphère martienne. L'altération météorique en conditions martiennes génère des phases fortement magnétiques, soit héritées de la roche mère (titanomagnétite), ou des apports exogéniques (fer métal), soit néoformées (maghémite). Les (oxy)hydroxydes rouges (goethite et hématite) ainsi que la plupart des phases secondaires détectées dans le régolithe martien (sulfates et carbonates), résultent aussi des processus d'altération météorique. Enfin cette étude démontre la possibilité d'altération en l'absence d'O2, l'eau constituant alors le principal moteur des réactions d'oxydation de la surface

Titre traduit

Magnetic approach of the martian regolith formation : study on terrestrial and experimental analogues

Résumé

Results of Martian spacecraft missions have evidenced the presence of a strongly altered regolith, of which possible origin is alteration of primary basaltic substrate by atmosphere and hydrosphere. This hypothesis of weathering is tested on a terrestrial analogue: the Ferrar dolerite from Antarctic and on some phases experimentally altered in a simulated Martian atmosphere. Meteoric weathering under Martian conditions produces strongly magnetic phases, either inherited from parent bedrock (titanomagnetite), either from exogenic contribution (iron metal), or neoformed (maghemite). Red ferric (oxy)hydroxides (goethite and hematite) as well as most secondary phases detected in the Martian regolith, i. E. Sulfates and carbonates, may also result from weathering. Finally this study demonstrates that weathering may occur in the absence of O2. Water is then the main reactive species, responsible for oxidation reactions of the surface.