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Soutenance

Elodie Lesage (GEOPS)

Titre : Etude du cryovolcanisme sur Europe

Date et heure : Le 25-11-2020 à 10h00

Type : thèse

Université qui délivre le diplôme : Université Paris-Saclay

Lieu : Soutenance en ligne
Membres du jury :
  • M. Sébastien RODRIGUEZ (IPGP) - Rapporteur
  • M. Gabriel TOBIE (LPG) - Rapporteur
  • Mme Anne DAVAILLE (FAST) - Examinatrice
  • Mme Sarah A. FAGENTS (HIGP) - Examinatrice
  • M. Frédéric SCHMIDT (GEOPS) - Directeur de thèse
  • Mme Hélène MASSOL (GEOPS) - Co-directrice de thèse
Résumé :

Europe est une lune de Jupiter couverte de glace d’eau, et abritant un océan interne global d’eau liquide d’une centaine de kilomètres d’épaisseur. L’intérieur d’Europe est réchauffé par les forces de marées induites par la présence de Jupiter, qui fournissent une quantité d’énergie suffisante à maintenir une activité géologique vigoureuse sur ce satellite. La surface d’Europe est très jeune avec un âge estimé à 70-90 Ma, ce qui démontre son ressurfaçage récent. De nombreuses structures géologiques ont été identifiées à la surface d’Europe, et certaines comme les plaines lisses, les dômes ou les dépôts sombres pourraient indiquer la présence de réservoirs d’eau liquide ou de saumures (cryomagma) stockés dans la couche de glace.


Nous proposons dans cette thèse un modèle d’éruption cryovolcanique depuis un réservoir de cryomagma contenu dans la couche de glaces. Le moteur de l’éruption est la surpression générée dans le réservoir par le gel du cryomagma, qui peut être suffisante pour entrainer la fracturation de la couche de glaces sus-jacente et laisser les cryolaves se répandre en surface. Ce modèle prédictif permet de connaître les caractéristiques d’une éruption telles que sa durée et le volume de cryolave émis en surface en fonction de la profondeur du réservoir. Il permet aussi d’évaluer la pression dans le réservoir et la vitesse du fluide s’en échappant au court de l’éruption.


Nous avons testé l’influence de la composition du cryomagma et de la rhéologie de la couche de glace sur la faisabilité d’une éruption Nous avons notamment modélisé la déformation d’un réservoir contenu dans une couche de glace viscoélastique.  Quelques images d’Europe prises par la sonde Galileo dans les années 1990 montrent des structures lisses quasi-circulaires que nous interprétons comme de possibles écoulements de cryolaves à la surface.


Nous avons souhaité utiliser le volume de ces objets afin de contraindre notre modèle d’éruption. Pour ce faire, nous avons généré des modèles numériques de terrain (MNT) de ces images grâce à la photoclinométrie, et plus particulièrement avec l’AMES StereoPipeline (ASP) fourni par la NASA. Nous avons porté une attention particulière à l’estimation des incertitudes sur les MNT en menant une étude de sensibilité de l’ASP. Nous avons pu mesurer le volume de quatre plaines lisses, et en déduire la taille des réservoirs de cryomagma requis pour les créer lors d’éruptions. Les missions JUICE (ESA) et Europa Clipper (NASA) devraient partir dans les prochaines années et permettront une étude plus poussée de la surface d’Europe.


Cette thèse a pour vocation d’aider à la sélection des zones les plus susceptibles de présenter des bio-signatures en vue de ces missions. Les plaines lisses étudiées dans cette thèse peuvent possiblement représenter des zones d’échange d’eau liquide entre la surface et la sub-surface d’Europe, et sont donc d’un grand intérêt pour l’exploration future de cette lune.


Pour suivre la soutenance en ligne :

https://eu.bbcollab.com/guest/2041e847756c4104bb65edad9b19ee6b

Contact :
elodie.lesage@u-psud.fr
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