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L'eau dans le système solaire

Conférence de Pierre Thomas le 10 décembre 2010 ( Formaterre 2010 )

Liens utiles au sein du site ACCES

Dossier : A la recherche de l'eau dans l'Univers

Les météorites, témoins de la formation du système solaire

Dossier : L'eau dans le système solaire

Dossier : De l'eau sur la Lune ?

Plan détaillé de la conférence de Pierre Thomas

Les diapositives renvoient vers la conférence en ligne. L'ensemble des diapositives est disponible à la fin de la page.

Diapositive001.jpg

Plan de la conférence :

Introduction

I/ Présence de l’eau dans le système solaire :
Sur la Lune / Sur Mercure / Sur Vénus / Sur Mars / La ceinture d’astéroïdes / Les planètes géantes / Les satellites des planètes géantes

II/ Possibilités de vie dans le système solaire ?

Conclusion


Introduction :  Diapo001 à Diapo004

Diapositive002.jpg

 

I/ Présence de l’eau dans le système solaire ?

Sur la Lune :

Diapo005 à Diapo016

Diapositive005.jpg

  • L’eau sur la Lune, y’en a pas, encore que … !
  • Dans les cratères aux pôles, de la glace pourrait subsister
  • D’où viendrait la glace sur la Lune ?
  • Comment trouver de la glace dans ces cratères polaires ?
  • Le ralentissement des neutrons par la surface de la Lune
  • Hypothèse : Surface de la Lune avec glace ou surface de la Lune sèche
  • La sonde Lunar Prospector avec détecteur à neutrons
  • Carte du pôle sud de la Lune et émission des neutrons ralentis
  • Confirmation de la présence d’eau par la sonde LCROSS
  • Panache de matière suite à l’impact
  • Etude du spectre infra rouge du panache
  • Publication dans Science : le sol de la Lune au niveau des cratères polaires contient 5% d’eau

 

Sur Mercure :

Diapo017

  • Sonde avec détecteur de neutron en route pour Mercure …

Sur Vénus :

Diapo017 à Diapo021

Diapositive017.jpg

  • La surface est recouverte par des nuages
  • Condition sur Vénus (pression, température, …)
  • Analyse de l’atmosphère vénérienne, 0.002% H2O
  • Où est partie l’eau de Vénus ? Photolyse de l’eau par les UV
  • La photolyse de l’eau libère de l’O2 et oxyde les sols de Vénus

 

Sur Mars

Diapo022 à Diapo089

 Diapositive022.jpg

  • Condition sur Mars

Diapositive023.jpg

  • De la glace ? 1666 : Cassini découvre les calottes polaires

o   Etude des calottes polaires

o   Constitution des calottes en couche de glace d’eau

o   19 février 2008, 13h05 : Avalanche au niveau d’une falaise de glace

o   Coupe radar dans les calottes polaires, on imagine des cycles

o   Y a-t-il des calottes anciennes ? sur les flancs d’Olympus Mons

o   Trace de glacier, il y a moins de 10Ma

o   Autre glacier de la région de Reuil Vallis

o   Explication de la présence des glaciers à l’équateur : inclinaison de l’axe de rotation très variable de Mars

o   Variation de l’insolation polaire l’été sur Mars

o   La température peut être très froide à l’équateur !

o   Simulation de la position des calottes depuis -5,5Ma

o   Lac de glace au fond d’un cratère

Diapositive036.jpg

o   Passage vapeur d’eau dans l’atmosphère - glace est visible

Diapositive038.jpg

o   Présence d’éjectas de glace au niveau d’un cratère creusé en 2008

o   autres exemples de cratère avec sublimation de la glace

o   Carte de la répartition de l’eau dans le sol de Mars grâce aux neutrons

o   De l’eau dans le sol profond, ça fait « sploch ! »

Diapositive043.jpg

o   L’eau a déposé des couches et des strates

o   Présence de raies spectrales d’argile, preuve d’une altération aqueuse

o   De l’eau liquide en surface aujourd’hui sur Mars ? Impossible …

Diapositive047.jpg

o   1er robot : Spirit, au fond du cratère Gusev. Va-ton trouver des sédiments « aquatiques » ?

o   Janvier 2004, Spirit s’est posé puis s’est déplacé sur 10km

o   Les bords du cratère Gusev

o   Il ne trouve que du basalte … mais parfois du basalte altéré par de l’eau

o   Il trouve ensuite des roches stratifiées

o   Et un affleurement vaguement stratifié

o   Les strates sont des brèches

o   Certains « galets » de la brèche sont arrondis

o   Cela rappelle des brèches volcanismes terrestres

o   Puis il rencontre un nouveau site remarquablement stratifié

o   Ça vous fait penser à quoi ?

o   Principe de « localisme », à des figures de charge d’éruptions volcaniques explosives

o   2ème robot : Opportunity, dans une plaine Meridiani Planum

o   Arrivée dans un petit cratère

o   La « falaise » de 75cm du cratère montre des strates !

o   On découvre des stratifications obliques (sous un courant d’eau)

o   Analogie terrestre des stratifications obliques

o   Les strates avec des « cavités »

o   Les « vugs » ?

o   Les « vugs » sur Terre

o   Les gypses se déposent dans des lagunes salées !

o   Les couches vues par-dessus

o   Analogie à des fentes de rétractions

o   Analyse chimique globale des argiles

o   La sortie du cratère

o   Il atteint le cratère Endurance

o   Il explore les falaises internes stratifiées

o   Les strates sont parfois « festonnées »

o   Sur terre, des festons symétriques

o   Il roule plus de 10km et arrive au cratère Victoria

o   Il y retrouve encore des strates

o   Il ressort de tente d’atteindre le cratère Endeavour …

o   3ème robot : Phoenix en 2008

o   Il observe un sol polygonal

o   Analogie sur Terre des sols polygonaux

o   Comment faire des sols polygonaux quand il ne dégèle pas ?

o   Phoenix creuse des petites tranchées

o   La substance blanche se sublime en 4 jours

o   La Nasa : Victoire de l’eau !

o   Résultats des analyses

o   Pourquoi n’y a-t-il plus d’eau liquide en surface sur Mars ?

o   Y a-t-il eu des martiens ?

o   Tous les espoirs sont permis !

 

La ceinture d’astéroïdes

Diapo090 à Diapo096

Diapositive090.jpg

  • Y avait-il de l’eau dans la ceinture d’astéroïdes ?
  • Astéroïde Eros - 2000
  • « Eros with fawn »
  • Astéroïde Itokawa - 2005
  • Origine de ces astéroïdes.
  • Les météorites sont des morceaux d’astéroïdes.
  • L’eau dans les météorites, jusqu’à 10%

 

Les planètes géantes :

Diapo097

Diapositive097.jpg

  • Les planètes géantes, 0,1% d’eau.

 

Les satellites des planètes géantes :

Diapo098 à Diapo144

Diapositive098.jpg

 Les 4 planètes géantes ont des satellites

Diapositive099.jpg

o   Couche d’eau de 100km d’épaisseur

o   Un zoom sur Europe

o   On zoom …

o   On remarque une banquise

o   Interprétation : Europe, la « planète » océan

Diapositive105.jpg

o   Un gros satellite de Saturne

o   Titan vue en Infra-Rouge

o   Le radar Cassini permet de voir la surface

o   Exemple d’une bande radar

o   Détails dans les « mers »

o   Sur les « continents » des rivières de CH4

o   Gros plan sur le « continent » Xanadu

o   Caldeiras (cratères volcaniques)

o   La même chose dans la région de Naples

o   Lacs de méthane liquide à -190°C

o   Lacs de montagnes

o   Estuaire et delta « titanien »

o   Lac titanien / lac limousin ?

o   Paysage polaire de Titan

o   Solaire se reflète sur les lacs polaires

o   Exemple de « volcanisme actif »

o   Structure probable de Titan

o   Pourquoi de la glace à forte profondeur ? A cause de la pression !

o   Film sur la cristallisation de la glace sous pression

Diapositive124.jpg

o   Encelade, satellite de Saturne

o   Une image étonnante Encelade / Anneaux de Saturne / Titan

o   Encelade est de petite taille

o   Images du survol d’Encelade

o   Géologie d’Encelade

o   Détails des giga-rides

o   Giga-rides de pression sur Terre

o   Cassini survole Encelade « rayures de tigre »

o   Deux détails près du pôle Sud

o   1-La « rayure de tigre » Damas ressemble à une dorsale

o   2-Une chaine de collision

o   Pseudo-tectonique des plaques sur Encelade ?

o   On remarque des jets de micro-particules (de givre de H2O)

o   La température  au-dessus du pôle Sud

o   Panaches de fines particules de glace d’H2O en 2010

o   La sonde Cassini a traversé ces panaches

o   Quelques % des micro-particules sont constituées de glace salée

o   Cela impose la présence d’eau liquide, de silicates et de la vapeur

o   Analyse de la matière organique des panaches

o   Comment faire un tel volcanisme sur Encelade ?

o   La structure interne d’Encelade : Roche / Eau liquide / Glace

 

II/ Possibilités de vie dans le système solaire ?

Diapo145 à Diapo155

Diapositive145.jpg

  • Que faut-il pour accueillir la vie ?
  • Le Carbone pour faire des molécules complexes
  • L’eau, un très bon solvant
  • Une source d’énergie
  • Où trouver les 3 conditions de la vie dans le système de Saturne ? Sur Encelade !
  • Y a-t-il de la vie dans l’océan d’Encelade ?
  • Grosse colère : la notion de zone d’habitabilité
  • La vie sur des satellites
  • Représentation classique de la zone d’habilité
  • Sans oublier les vies « souterraines » ou « sous-glaciaires »

 

Conclusion :

Diapo156 à Diapo165

Diapositive156.jpg

  • Et au-delà des planètes géantes ?
  • Constitution d’une comète
  • Et comment ça marche ?
  • La comète Temple 1
  • Présence en surface de « glace vive » d’H2O
  • Lancement du projectile pour impact
  • Impact du projectile
  • Le film de l’impact
  • Analyse spectrale du panache, présence d’eau
  • La comète de Hartley2 avec jet de vapeur
  • 165 diapositives pour parler d’eau liquide, merci de votre attention !

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Télécharger le diaporama, les 165 diapositives : ICI