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Structure interne et géodynamique de Vénus par analyses gravimétriques et topographiques

par Julia Maia

Projet de thèse en Doctorat sciences de la planete et de l'univers

Sous la direction de Mark Wieczorek.

Thèses en préparation à l'Université Côte d'Azur , dans le cadre de École doctorale Sciences fondamentales et appliquées , en partenariat avec Laboratoire J.L. LAGRANGE (laboratoire) depuis le 01-10-2020 .


  • Résumé

    Vénus est une planète de taille similaire à la Terre, mais les images de sa surface montrent que son évolution géologique diffère considérablement. Il n'y a pas d'océans sur Vénus, l'atmosphère est environ 100 fois plus important que sur Terre, rien n'indique que la tectonique des plaques ait jamais fonctionné et la température de surface est suffisamment élevée pour faire fondre le plomb. La structure interne de Vénus est mal connue, en partie parce qu'il n'y a eu que quelques sondes spatiaux pour atterrir à la surface et orbiter autour de la planète. Le mission Magellan, qui était en orbite de 1990 à 1994, était le plus adapté pour répondre aux questions sur la structure intérieure de la planète. En plus d'avoir un radar à synthèse d'ouverture qui a imagé la plupart de la surface, cette mission contenait également un altimètre qui a fourni une carte topographique globale et un transpondeur radio qui a mesuré de petites variations dans le champ gravitationnel du corps. Le champ de gravité est sensible aux variations de masse sous la surface et peut être utilisé pour étudier des questions telles que l'épaisseur de la croûte de Vénus et comment son épaisseur varie d'un endroit à l'autre. De plus, en modélisant la déflection de la lithosphère sous les montagnes et les volcans, il est possible de déterminer l'épaisseur de la lithosphère, qui dépend fortement du gradient de température du sous-sol. Les données de gravité et de topographie de Magellan ont été analysées par de nombreuses études dans les années 1990, mais très peu d'articles ont été publiés depuis cette époque. Une nouvelle analyse de ces données est opportune pour plusieurs raisons. Premièrement, de nouvelles techniques théoriques ont été développées au cours de la dernière décennie pour analyser ces données (telles que les techniques d'analyse spectrale multitaper localisées), et de nouveaux modèles de gravité sont actuellement en cours de développement en utilisant des techniques d'analyse modernes. En outre, il y a un enthousiasme croissant dans la communauté des sciences planétaires pour envoyer une nouvelle mission à Vénus pour répondre aux nombreuses questions qui sont restées sans réponse par Magellan. Ce projet analysera la relation entre le champ de gravité et la topographie de Vénus en utilisant la relation entre ces deux dans le domaine spectral.

  • Titre traduit

    The interior structure and geodynamics of Venus as seen by gravity and topography


  • Résumé

    Venus is a planet that is similar in size to Earth, yet images of its surface show that its geologic evolution differed substantially. There are no oceans on Venus, the atmopshere is about 100 times greater than on Earth, there is no evidence for plate tectonics ever having operated, and the surface temperature is high enough to melt lead. The internal structure of Venus is poorly known, in part because there have been only a few spacecraft to land on the surface and to orbit the planet. The Magellan spacecraft, which was in orbit from 1990 to 1994 was the most suited for addressing questions about the interior structure of the planet. In addition to having a Synthetic Aperture Radar that imaged most of the surface, this mission also contained an altimeter that provided a global topographic map and a radio transponder that measured small variations in the gravitational field of the body. The gravity field is sensitive to variations in mass below the surface, and can be used to investigate questions such as how thick is the crust of Venus, and how its thickness varies from place to place. Furthermore, by modeling how the lithosphere flexes under mountains and volcanoes, it is possible to determine the thickness of the lithosphere, which depends strongly on the subsurface temperature gradient. The Magellan gravity and topography data were analysed by many studies in the 1990s, but very few papers have been published since this time. A reanalysis of these data is timely for several reasons. First new theoretical techniques have been developed over the past decade for analyzing these data (such as localized multitaper spectral analysis techniques), and new gravity models are currently being developed using modern analysis techniques. Furthermore, there is growing enthusiasm in the planetary science community to send a new spacecraft to Venus to address the many questions that were left unanswered by Magellan. This project will analyze the relationship between the gravity field and topography of Venus by using the relationship between these two in the spectral domain.