Morphologie et datation des vallées fluviales anciennes sur mars

par Sylvain Bouley

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace. Planétologie

Sous la direction de Nicolas Mangold et de Véronique Ansan.

Soutenue en 2009

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

mots clés

• Planétologie
• Mars (planète) -- Géologie
• Datation

Résumé

La morphologie des vallées fluviales sur Mars permet d’obtenir des informations sur l’hydrologie de surface et de subsurface et sur le climat passé de la planète rouge. Ces formations sont essentiellement situées sans les terrains cratérisés d’âge Noachien (>3. 7Ga), mais leurs âges et leur formations ne sont pas encore bien compris. Ma thèse a eu pour but d’étudier la morphologie de quelques réseaux de vallées dans différentes régions et de déterminer leur âge de formation. Nous avons essayé de comprendre leur formation grâce à l’utilisation des données d’imagerie (HRSC, CTX,THEMIS) spectrales (OMEGA) et topographique (MOLA) des différentes sondes martiennes. L’étude des réseaux de vallées dans les régions de Naktong Vallis, Parana Valles et Tyrrhena Terra a montré que les vallées se sont formées principalement durant l’Hespérien inférieur ~ 3. 5 – 3. 7 Ga, impliquant un âge plus jeune que l'âge Noachien généralement accepté. L’étude de la population de cratères n’est pas seulement utile à déterminer des âges mais aussi à cartographier la distribution de matériaux sédimentaires et à mettre en évidence les zones resurfacées après la formation des réseaux de vallées. La morphologie des vallées montre que les réseaux de vallées se sont formés à partir de la combinaison de deux processus, le ruissellement et l’écoulement souterrain. Les réseaux de vallées sont généralement recouvert par de vastes plaines intercratères d’origine volcanique formées à la transition Hespérien Inférieur/Supérieur. De petites réincisions dans ces plaines tardives dans la région de Naktong montrent que l’activité fluviale était certainement épisodique durant l’histoire primitive de Mars.

Titre traduit

Morphology and age dating of early mars fluvial valleys

Résumé

The morphology of fluvial valleys on Mars provides insight into surface hydrology, as well as Mars past climate. These features are located primarity in heavily cratered terrain of Noachian age (>3. 7 Ga), but the timing and the formation of these features are not well understood. My thesis consisted in studying the morphology of few valley networks in different regions and determining their datations. We try to understand their formation, thanks to the use of imagery (HRSC, CTX, THEMIS), spectroscopy (OMAGA) and topographic datasets (MOLA) of the martian probes. The study of networks in Naktong Vallis, Parana Valles and Thyrrhena Terra regions showed that they formed mainly dring the Early Hesperian period estimated ~ 3. 5-3. 7 Gyr, implying a younger age for the valleys when compared to usual Noachian-aged valley networks. Our results validate the reliability of several proposed age-dating techniques, but we also determined the accuracy and applicability of these techniques. Our results also demonstrate that crater populations can be used to not only determine the relative ages of valley networks, but also to map the distribution of sedimentary materials and the extent of resurfacing events that occurred after valley network formation. The morphology of valleys in these different regions shows that valley networks formed from the combination of runoff and sapping. I showed that valley networks are generally covered by large intercater volcanic plains formed during the transition Early to Late Hesperian. Small re-incisions of these late plains in Naktong