Influence de la dégradation de la glace sur les paysages planétaires

Influence of ice degradation on planetary landscapes

• Auteur / Autrice : Meven Philippe
• Direction : Susan J. Conway, Marianne Font-Ertlen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et des planètes
• Date : Soutenance le 12/07/2023
• Etablissement(s) : Nantes Université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Planétologie et Géosciences (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Mangold
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Antoine Séjourné
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascal Allemand, Reynald Delaloye

Mots clés

Mots clés contrôlés

Planétologie

Géomorphologie glaciaire

Mots clés libres

Permafrost

Modélisation analogique

Mars

Cartographie

Permafrost

Analogue modelling

Mars

Mapping

Résumé

Cette thèse présente de nouvelles connaissances sur le lien entre glace du sol et géomorphologie, dans des contextes terrestres et martiens. J’étudie deux morphologies : les molards et les polygones de contraction thermique. Sur Terre, les molards sont des cônes de débris que l’on trouve dans les dépôts de glissements de terrain. Ils ont été récemment identifiés comme étant formés à partir de blocs de sédiments cimentés par la glace, transportés par un glissement de terrain, et s’étant dégradés dans ses dépôts. Ce sont potentiellement des marqueurs précis, à la fois temporels et spatiaux, de la dégradation du permafrost de montagne. Dans ma thèse, je propose donc d’étudier les molards de façon systématique grâce à une approche de modélisation analogique, dont les modèles sont reconstruits régulièrement grâce à un système de photogrammétrie automatisé que j’ai développé. Je présente également une étude qui suggère la présence de molards sur Mars dans les éjectas du cratère Hale, et qui les utilise pour obtenir des informations sur l’histoire géologique de ces éjectas. Dans cette thèse j’étudie également les polygones de contraction thermique, qui sont des réseaux de fractures résultant de la contraction thermique de la glace du sol. Sur Terre, la mise en place de glace d’eau ou de sédiments dans ces fractures peut former des polygones avec des morphologies différentes. Sur Mars, l’on observe des polygones ayant des dimensions et des morphologies similaires. Dans ma thèse, je présente donc une étude dans laquelle nous étudions les polygones de contraction thermique d’Utopia Planitia, et concluons à la présence d’eau liquide dans le proche passé de la planète. Je développe également une étude des polygones de contraction thermique en parallèle des unités géomorphologiques qui les portent, ce qui me permet d’obtenir des informations à la fois sur le timing de formation des polygones, et sur l’histoire géologique de ces unités.

The present thesis aims at getting new understandings on how ground water ice and periglacial processes influence surface geomorphology on Earth and on Mars. I am hence investigating two periglacial landforms: molards and thermal-contraction polygons. On Earth, molards are cones of loose debris found in landslide deposits. It was recently attested that they are former ice-cemented blocks of sediment, that were transported by a landslide and progressively degraded within its deposits into conical shapes. They could represent accurate spatial and temporal markers of the degradation of mountain permafrost. Therefore, I provide here a systematic way to study molards, based on analogue modelling experiments monitored by an automated time-lapse photogrammetry system I developed. I also present a study on the firstly-identified potential martian molards, that provide insights into the geological setting of the ejecta from the Hale crater. Terrestrial thermal-contraction polygons are known to result from the thermal contraction of ground ice, which forms surficial networks of polygonal fractures. Water or lithic material can infill those fractures, and with repeated freeze-thaw cycles of water generate polygons with various morphologies. On Mars, polygons of similar dimensions and showing similar morphologies are observed. Therefore, I present here a study that investigates martian thermal-contraction polygons in Utopia Planitia, concluding on the geologically recent activity of liquid water in the area. I also present a study that investigates thermal-contraction polygons located on geomorphological units in Utopia Planitia, providing insights into both the timing of formation of thermal-contraction polygons and the geological history of the area.