Évolution géologique et structure interne de Ganymède

par Olivier Forni

Thèse de doctorat en Sciences de la terre

Sous la direction de Directeur de thèse inconnu.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Jacques Mercier.

mots clés

• Satellites de glace
• Modèles internes
• Planétologie
• Tectonique

Résumé

Ganymede est le quatrième corps solide du système solaire par sa taille. Il est constitué d'un mélange de glace et de silicates et sa surface montre deux types de terrains : des terrains sombres anciens (+/- 4 ga) et des terrains clairs jeunes (+/- 3,5 ga). Les premiers présentent des structures allongées à morphologie de graben dont on démontre qu'elles ne peuvent être reliées a un impact géant comme cela avait été proposé précédemment et qui pourraient être la conséquence de la formation d'un noyau de silicates qui provoquerait une expansion globale responsable de ces structures. Les terrains clairs présentent des sillons s'organisant de façon complexe. Ces terrains a sillons, au contraire d'être reliés à une tectonique importante, semblent s'être mis en place de façon superficielle et dans un état peu visqueux. Ils se rapprochent donc plus d'épanchements volcaniques que l'on peut mettre en relation avec une augmentation interne de la température dont on propose qu'elle atteint la température de l'eutectique du compose H₂O-NH₃. Le produit de fusion partielle plus léger ainsi créé vient s'épandre en surface. Cependant un certain nombre de problèmes et de questions sont soulevés et restent posés. - Le taux de production de chaleur primordial de valeur chondritique toujours pris en compte est incompatible avec plusieurs observations. - Pourquoi la plus vieille surface visible n'apparait-elle que plusieurs centaines de millions d'années après la formation du satellite ? - Pourquoi les terrains clairs s'organisent-ils à l'échelle globale selon un grand cercle passant par le centre des faces jovienne et anti-jovienne ? - comment expliquer dans le détail la morphologie si complexe des sillons ?

Titre traduit

Geological evolution and internal structure of Ganymede

Résumé

Ganymede is the fourth solid body of the Solar System by its size. It consists in an ice-silicates mixture and its surface shows two types of terrains : dark cratered terrains (+/- 4 Gy) and less cratered bright terrains (+/- 3. 5 Gy). The first one presents linear features showing a graben morphology : "the furrows". These features cannot be related to a giant impact crater as proposed earlier but are probably the consequence of a silicate core formation that produced an overall expansion responsible for the formation of these structures. The bright terrains show a complex organization of "grooves". They seem to be related to a superficial low viscosity state emplacement and not to an important tectonics. So, they are more relevant to magmatic flooding related with internal heating that reaches the H₂O-NH₃ eutectic temperature. The partial melting liquid produced is lighter than ice and thus expands at the surface. Nevertheless, some problems remain : 1 - The heating rate production has always been given a chonditric value. Many observations do not find any corresponding to this value. 2 - Why does the oldest surface appear at least several hundreds million years after the satellite's formation ? 3 - Why is the geometry of the bright terrains organized around a great circle going through the centers of the jovian and anti-jovian hemispheres ? 4 - How can we explain the complexity of the grooves geometry and morphology ?