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Thèse Modéliser le bombardement des planètes et des lunes. Application à la datation par comptage des cratères

03/10/2008

IPGP - Campus Jussieu

10:00

Soutenances de thèses

Salle Bleue

Mathieu LE FEUVRE

LEFEUVRE devant le jury composé de : Jean BESSE ................... Examinateur Valérie LAINEY ............... Examinateur Jacques LASKAR ............... Examinateur Alessandro MORBIDELLI ........ Rapporteur Patrick PINET ................ Rapporteur Marck WIECZOREK .............. Directeur de thèse Résumé: Nous donnons de nouvelles estimations du taux de formation des cratères à la surface de la Lune et des planètes telluriques, à partir de l'observation des astéroïdes et comètes qui parcourent le systeme solaire interne. Notre modèle reproduit de manière excellente la distribution taille / fréquence des cratères lunaires observés, sous l'hypothèse que le régolithe superficiel induit la formation des petits cratères en régime dit « poreux », tandis que les cratères plus grands, plus profonds, se forment en régime "non poreux". Le nombre absolu de cratères formés par nos simulations va dans le sens de l'hypothèse répandue selon laquelle la population d?impacteurs, réapprovisionnée par les résonances au sein de la ceinture principale d'astéroïdes, est en état de relatif équilibre depuis trois milliards d'années. Le modèle est également en bon accord avec les données sismiques lunaires. Nous prédisons des variations spatiales du taux de cratérisation, significatives en particulier sur Mars et sur la Lune. Les résultats lunaires sont validés par certaines observations. Les variations journalières du flux d'impacts terrestre sont quant à elles en accord avec les observations radar de météores. L'âge d'une surface est relié à la densité de cratères qui la recouvrent, via une relation empirique bâtie grâce aux échantillons lunaires. Nous corrigeons les points de calibration de la méthode, en tenant compte des variations spatiales. Nos résultats impliquent de nouvelles estimations d'âge. Par exemple, nous calculons que la surface de Vénus est vieille d'environ 230 millions d'années. Caloris Mare, sur Mercure, se voit attribuer un âge de 3.7 milliards d'années. Le temps d'accumulation des cratons terrestres est estimé à 380 millions d'années, ce qui est en parfait accord avec les données géologiques. Abstract We give new estimates of the cratering rate on the Moon and terrestrial planets, using the observations of asteroids and comets that evolve in the inner solar system. Our model reproduce very well the size-frequency distribution of observed lunar craters, under the assumption that the surface regolith implies that small craters form in the porous regime, while large (and thus deep) craters form in the non porous regime. The absolute number of simulated craters is in agreement with the common statement that the impacting population, resupplied via resonnances inside the main asteroid belt, has been in a state of relative equilibrium during the last three billion years. We predict spatial variations of the cratering rate, in particular on Mars and the Moon. The lunar results are validated by some observations. Daily variations of the meteoritic flux on Earth are consistent with radar observations. Surface ages are linked to crater densities, through an empirical relationship built with the lunar samples. We correct the calibration points by accounting for the spatial variations. Having estimated the cratering rates relative to the Moon, the datation method can be applied to other planets . Our results gives new estimates of several surface ages. For example, the surface of Venus is estimated to be about 230 Myr old. Caloris Mare, on Mercury, is dated at 2.70 Gyr. We calculate the time of accumulation of terrestrial cratons as 380 Myr, which is in perfect agreement with geologic data. ---------------------------------------------------------------------------------------------