Enregistrement du flux d'impact par les critères rayés lunaires : conséquences pour les datations des surfaces planétaires

Impact rate record by lunar rayed craters : consequences for planetary surface dating

• Auteur / Autrice : Bertrand Trey
• Direction : Pascal Allemand, Catherine Quantin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Planétologie
• Date : Soutenance le 18/12/2013
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Physique et Astrophysique de Lyon (1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (Lyon ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Thomas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Allemand, Catherine Quantin, Stephanie C. Werner
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : David Baratoux, François Costard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cratérisation

Cratères (archéologie)

Lune -- Surface

Mots clés libres

Lune

Cratères rayés

Flux d’impact

Cratérisation

Datation des surfaces planétaires

Moon

Rayed craters

Impact rate

Crater densities

Planetary surface dating

Résumé

Les cratères rayés lunaires sont les structures géologiques les plus récentes de la Lune. Nous avons daté la formation de chaque cratère rayé lunaire à partir de leur taux de cratérisation de moins de 1 km et nous en avons étudié la fréquence. Ce travail a été réalisé grâce aux images haute résolution de la mission Lunar Reconnaissance Orbiter (jusqu'à 50 cm/pixel) qui couvrent 92 cratères rayés. Les cratères rayés lunaires ont des âges allant de 1 Ma à 3,9 Ga couvrant une grande partie de l'histoire lunaire. Mais d'après leur distribution en taille, seuls les cratères rayés plus jeunes que 1 Ga représentent un enregistrement exhaustif de la cratérisation. En utilisant un modèle d'âge impliquant un flux d'impact constant de 2,7 Ga à aujourd'hui, nous montrons que la fréquence des cratères rayés augmenterait de façon régulière sur cette période. Par contre, en utilisant cette fois un flux d'impact décroissant au cours des 2,7 derniers Ga, la fréquence de formation des cratères rayés est plus régulière dans le temps avec deux pics de formations remarquables autour de 500 Ma environ et de 100 Ma. Ces deux pics de formations, peuvent être expliqués par deux évènements collisionnels connus de la ceinture d'astéroïdes (la famille d'astéroïdes Flora et la famille Baptistina).Nous avons également montré que le modèle de chronologie par les impacts, très utilisé pour les surfaces planétaires, a de nombreuses incertitudes lorsqu'il est utilisé pour la datation de surfaces récentes. Notamment, la prise en compte d'un flux d'impact décroissant durant les 2,7 derniers Ga (qui semble plus approprié d'après notre étude) a des conséquences sur les âges attribués aux surfaces récentes étudiées en les vieillissants

The rayed lunar impact craters are the youngest geological structures on the Moon. We dated the formation of each rayed crater using their crater densities for craters with a diameter lower than 1 km and we examined their formation frequency. This work was carried out using high resolution images from the Lunar Reconnaissance Orbiter mission (spatial resolution up to 0.5 m/pixel) which cover 92 rayed craters. The rayed crater ages fall within the 1 My to 3.9 Gy range covering a large period of the lunar history. Nevertheless only craters younger than 1 Ga have recorded a reliable impact rate. Using a model age including a constant impact rate over the last 2.7 Gy our lunar rayed craters formation frequency analysis would point to a steadily increasing formation frequency. However a decreasing impact rate over the last 2.7 Gy, the increase of the rayed craters formation frequency is not observed anymore but two formation peaks are present at approximately 500 My and 100 My. These peaks could reasonably be explained by known collisions in the main asteroid belt (Flora and Baptistina families). We showed finally that the lunar chronology model commonly used for the planetary surface dating has numerous uncertainties, especially for determining young ages (< 2.7 Ga). One of its main limitations is that it accounts for a constant impact rate and not a decreasing impact rate which results in younger age estimates for the recent planetary surfaces