The InSight mission’s seismometer SEIS detected a large event (Mw 4.7) labeled S1222a. The marsquake’s tectonic origin was determined but the locations estimated by multiple studies placed its epicenter far from the tectonically active regions on Mars. The epicentral area is defined by a large and ancient volcanic edifice, Apollinaris Mons. Many other structures are found in the area, such as major extensive fossae (Al Qahira) and compressive structures (wrinkle ridges in Avernus Dorsa region). Multiple seismic locations estimated for S1222a are situated in the vicinity of the wrinkle ridges of Avernus Dorsa, which is studied in detail here to better understand the tectonic sources of the marsquake S1222a. To map the different structures and the faults especially, I used large coverage images such as THEMIS (infrared) and CTX (high-resolution optical imagery) on GIS. The result of the fault mapping shows a complex thrust faults system, laterally segmentated. The major fault is formed of five main segments. Using the altimetric data from MOLA, I mesured the elevation of the ridge along the fault to obtain a vertical displacement-length profile. The profile shows an asymmetry in vertical displacement distribution with higher values on the north and decreasing towards the south. Low cumulaitve vertical displacements are generally observed along along the fault, which is consistent with other studies along martian faults. Accordingly, the Dmax/L ratio is low. The Avernus Dorsa wrinkle ridges are old, most likely of Early Hesperian age (3 Gy), mostly formed due to the thermal contraction of the planet. The amount of crustal stress is lower than on Earth, supported by the fault's weak displacement for its length. The fault stays in a static state during long periods so reactivation of ancient faults is probably rare. Further studies would be needed to have a better idea of the fine fault morphologies using high resolution DEMs. The study of other faults of Avernus Dorsa in terms of displacement-length ratio, vertical displacement along the fault and their segmentation would provide more informations about the evolution of the whole system and its possible reactivation through time during marsquakes.
Antoine Lucas
Contenu / Travaux
My research is focused on understanding the evolution of surfaces and near surfaces of the Earth and other planets, including lakes on Titan, landslides on Mars and icy satellites as well as aeolian transport on Mars, Venus and Titan. Other planets allow us to test our understanding of geological and climate processes under a wide range of conditions. By combining observations from planetary exploration missions with image processing and numerical modeling, I try to understand what controls the evolution of continental surfaces (including planetary counterparts) and more specifically mass wasting, aeolian and hydrology processes. Follow my research on ResearchGate and Google Scholar. Along with Etienne Bertrand, I am in charge of the Natural Hazard Master program. More about it on https://master-rn2m.ipgp.frResearch themes and interest:
- Terrestrial & planetary landscape evolution
- Avalanche modelling
- Aeolian transport
- River sediment transport
- Seismology of landslides
- Radiative transfer and remote-sensing
- Photogrammetry
- RADARgrammetry
- BRDF
- Microwave backscatter modelling
- LiDAR scanning and clustering
Research highlights:
Team & Students
Post-doc & Research engineer
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- Léa Bonnefoy, CNES post-doc - Nov. 2020 - Nov. 2021 Study of the DragonFly landing site, the next mission to Titan.
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- Matthieu Gougeon, LabEx Research. Eng. - Jan. 2021 - Dec. 2022 Support and developpment in optical photogrammetry dedicated to geomorphic processes.
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- Shen Liang, IdEx Research. Eng. - Jan. 2021 - Dec. 2021 Research and developpment on LiDAR processing and geomorphic processes.
PhD students
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- Lorraine Delaroque (sup. 33%) - Started on Oct. 2024 Seismicity of Titan, in preparation to the DragonFly mission
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- Yassine Boukhari (superv. 75%) - Started in Oct. 2022 Mass wasting effects on river sediment transport from observatory time series and LiDAR 3D clouds using physically based AI approach: application to steep terrains in the Alps.
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- Coline Hopquin (coll. 30%) - Starting in Oct. 2022 Forçages climatiques, telluriques et anthropiques sur l’érosion, de l’échelle décennale à millénaire : le cas d’étude de La Réunion
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- Dung Nguyen Tri (superv. 50%) - Started in Oct. 2021 - Defense on Dec. 11 2024 Surface roughness from BDRF: application to earth and lunar space observations
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- Alice Jacob (superv. 50%) - Defended in Apr. 2022 Seismo-tectonics sources in the context of the InSight mission on Mars
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- Amande Roque-Bernard (superv. 50%) - Defended in Apr. 2022 Geomorphic transport and their impact on the drainage basin evolution by remote sensing: application to West Indies
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- Chloé Daudon (superv. 30%) - Defended in Nov. 2020
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- Laura Fernandez (coll. 20%) - Defended in 2017
Grad. Students
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- Lorrain Delaroque (33%) Seismic Source Exploration on Titan: Implications for Future Missions – M2, IPGP (2024)
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- Thibaut Céci (33%) SExploration de signaux sismiques générés par des écoulements granulaires denses – M2, IPGP (2024)
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- Clara Garret (50%) Analyse tectonique et géomorphologique de la zone épicentrale du séisme martien S1222a – M2, Sorbonne Université (2024)
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- Matthieu Lecocq (100%) Détection des avalanches de poussière sur Mars – M1, IPGP (2024)
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- Yorick Madelain, Philippe Aymard, Heloise Fabre, Jiayi Hao, Erwan Vivien (50%), Semantic segmentation of webcam images for change detection: application to rock destabilization in the Mont-Blanc massif - projet PFEE (2ème année, Epita, 2022)
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- Lounis Ait Oufella (100%), Landslide dissipation in the Solar System - M1, Sorbonne Université (1 mois, 2022)
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- Yassine Boukhari (100%), backscattering of snow avalanches using modelling inversion and Sentinel-1 data - M2, Sorbonne Université (5 mois, 2022)
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- Justine Vilette (60%), Topography extraction from RADAR backscattering and physical-based machine learning - M2, Sorbonne Université (5 mois, 2022)
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- Adama Bah (50%), Dust avalanches detection on Mars using a convolutional neural network - M1, IPGP (2 mois, 2022)
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- Alexandra Le Contellec (50%), Photogrammetry of Jovian satellites (4 mois, 2021)
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- Lucas Bourdon (100%) Detectability of the slope instability induced seismic signal on the InSight mission – M1, Université de Paris, IPGP, (2 mois, 2021)
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- Julie Losen (100%) Contrôle Morpho-Dynamique Des Glissements De Terrain Sur Les Molards En Contexte De Dégradation Du Permafrost: Etude Comparative Terre / Mars – M2, Université de Paris, IPGP, (5 mois, 2021)
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- Sahand Sharifi (100%) Microwave backscattering properties of avalanches and roughness estimates – M2, Université de Paris, IPGP, (5 mois, 2021) et M1, Université de Paris, IPGP (2 mois, 2020)
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- Tuyen Nguyen (80%) Évolution du transport sédimentaire dans les rivières par interférométrie radar – M2, Université de Paris, IPGP, (5 mois, 2020)
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- Bastien Gonzalez (100%) Évolution du glacier des Bossons au cours du 20ème siècle par la technique de photogrammétrie aérienne – M1, Sorbonne Université (2 mois, 2019)
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- Valérie Genoud-Prachet (80%) Suivie par satellite de l'évolution de l'état de la surface dans des régions soumis à de fort taux d'érosion: Application à l'île de la Réunion – M2, Paris-Diderot (5 mois, 2018)
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- Alice Jacob (30%) Sismo-tectonique et photogrammetrie planétaire: préparation à la mission InSight – M2, Paris-Diderot (5 mois, 2018)
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- Ivan Osorio (50%) Dynamique des paysages sur Titan par modélisation numérique – M1, Sorbonne-Université (2 mois, 2018)
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- Amande Roque-Bernard (100%) Photogrammetrie dans le domaine des micro-onde depuis les données Cassini – M2, Paris-Diderot (5 mois, 2018) et – M1, Paris-Diderot (3 mois, 2017)
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- Chloe Daudon (50%) Processus d'érosion sur Titan par Radargrammétrie et simulation numérique – M2, UPMC (5 mois, 2017)
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- David Talec (80%) Processus de pente à la Réunion par photogrammétrie aérienne – M2, ENSG (6 mois, 2016)
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- Florentin Lemonnier (60%) Inversion des propriétés des sédiments éoliens sur Titan depuis les données SAR/Cassini – M2, IPGP (5 mois, 2015)
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- Frédérique Romand (50%) Inversion des propriétés photométriques des zones brillantes sur Vesta depuis les données {FC,VIR}/Dawn – M2, Paris-Diderot (5 mois, 2015)
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- Eva Le Merle (100%) Détectabilité de la déformation des écoulements glacio-rocheux sur Mars – M1, IPGP (2 mois, 2015)
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- Sébastien Labarre (90%) Détection de sources sismiques, préparation à la mission InSIght, M2, IPGP, (2014)
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- Mélanie Thiriet (80%) Reconstruction topographique des dunes sur Titan par radargrammétrie, M1, CEA, 2014
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- Samsophath Nhean (90%) Traitement d’images en GPGPU, M2 recherche, CEA, 2013
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- Idan Peled (80%) Hydrogéologie sur Titan, M1, Weizmann (Israël), 2012
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- Lorent Moretti (40%) Sismologie des glissements de terrain, M2 recherche, IPGP, 2010
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- Alexandre Richard (50%) Géomécanique des glissements de terrain martien, M1, EOST, 2009
Projets
EROSAT
De par leur rôle dans les phénomènes d’érosion et d’approvisionnement en sédiments dans les rivières, les instabilités gravitaires constituent des pro...
Ile-de-France Planets
Ile-de-France Planets est une communauté de planétologues qui travaillent à Paris et dans la région d'Ile-de-France.
JUICE (ESA)
Co-investigateur de l'altimètre laser de la mission Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE). Lancement : 2023 Arrivé à la planète Jupiter : 2031
PALAVAS - Érosion présente et passée des îles volcaniques tropicales
À l'échelle des temps géologiques, l'altération chimique des roches silicatées est le plus grand puits de CO2 atmosphérique. Il a été suggéré que l'al...
Projet ANR : Analyse des Observations Photométriques pour l'Etude du Climat de Titan
L'objectif de ce projet est de comprendre le système climatique de Titan à l'aide d'un modèle de circulation générale 3D couplé et des observations ré...
Projet ANR : Caractérisation des environnements Extra-terrestres de Mars et Titan par l’Observation et la modélisation des champs de DUNES
L'objectif du projet EXO-DUNES est de documenter les caractéristiques des dunes ainsi que les processus atmosphériques et sédimentaires qui les ont cr...
Projet ANR : Transfert radiatif 3D dans les atmosphères planétaires nuageuses : applications à Titan, Mars et Vénus
L'objectif principal de ce projet est de développer un modèle de transfert radiatif (TR) 3D complet en géométrie sphérique pour l'étude des atmosphère...
SIERRA
Il s'agit d'un projet méthodologique qui vise à développer de nouveaux algorithmes afin de modéliser les capteurs associés à des images archivées acqu...
Venus-Earth Atmospheric Monitoring for Seismology
Au début du 21e siècle, l'océan terrestre reste un territoire où le déploiement d'un réseau sismique dense est extrêmement difficile, en raison de la ...
Publications
Nguyen D T, Jacquemoud S, Lucas A, Douté S., Ferrari C, Coustance Sophie, Marcq Sebastien, Meygret A. Mapping the surface properties of the Asal-Ghoubbet rift by massive inversion of the Hapke model on Pleiades multiangular images. Remote Sensing of Environment, Elsevier, 2025, 322. <10.1016/j.rse.2025.114691>
Cornet Thomas, Seignovert Benoît, Fleurant Cyril, Cordier Daniel, Bourgeois Olivier, Le Mouélic Stéphane, Malaska Michael, Lucas Antoine, Rodriguez Sébastien. Evolution of Titan's labyrinths through chemical erosion and hillslope transport. 08 septembre 2024.
Bonnefoy Lea E, Lefevre Maxence, Chatain Audrey, Spiga Aymeric, Hayes Alexander G, Rodriguez Sébastien, Lucas Antoine. Synthetic topography, roughness, albedo, and thermal inertia maps for mesoscale modeling on Titan. septembre 2024, 17. <10.5194/epsc2024-907>
Boukhari Yassine, Le Bouteiller Caroline, Lucas Antoine, Jacquemoud Stéphane, Klotz Sébastien, Griffaton Mathilde. LiDAR assessment of sediment transport in a small, highly erosive alpine catchment. 11 mars 2024. <10.5194/egusphere-egu24-17766>
Lucas A., Daubar I.J., Le Teuff M., Perrin Clement, Kawamura T., Posiolova L., Lognonné P., Rodriguez S., Giardini D., Sainton G., Mangeney A., Mcewen A.. Possibly seismically triggered avalanches after the S1222a Marsquake and S1000a impact event. Icarus, Elsevier, 2024, 411. <10.1016/j.icarus.2023.115942>
Svennevig Kristian, Hicks Stephen P., Forbriger Thomas, Lecocq Thomas, Widmer-Schnidrig Rudolf, Mangeney Anne, Hibert Clément, Korsgaard Niels J., Lucas Antoine, Satriano Claudio, Anthony Robert E., Mordret Aurélien, Schippkus Sven, Rysgaard Søren, Boone Wieter, Gibbons Steven J., Cook Kristen L., Glimsdal Sylfest, Løvholt Finn, van Noten Koen, Assink Jelle D., Marboeuf Alexis, Lomax Anthony, Vanneste Kris, Taira Taka'Aki, Spagnolo Matteo, de Plaen Raphael, Koelemeijer Paula, Ebeling Carl, Cannata Andrea, Harcourt William D., Cornwell David G., Caudron Corentin, Poli Piero, Bernard Pascal, Larose Eric, Stutzmann Eleonore, Voss Peter H., Lund Bjorn, Cannavo Flavio, Castro-Díaz Manuel J., Chaves Esteban, Dahl-Jensen Trine, Pinho Dias Nicolas De, Déprez Aline, Develter Roeland, Dreger Douglas, Evers Läslo G., Fernández-Nieto Enrique D., Ferreira Ana M. G., Funning Gareth, Gabriel Alice-Agnes, Hendrickx Marc, Kafka Alan L., Keiding Marie, Kerby Jeffrey, Khan Shfaqat A., Dideriksen Andreas Kjær, Lamb Oliver D., Larsen Tine B., Lipovsky Bradley, Magdalena Ikha, Malet Jean-Philippe, Myrup Mikkel, Rivera Luis, Ruiz-Castillo Eugenio, Wetter Selina, Wirtz Bastien. A rockslide-generated tsunami in a Greenland fjord rang Earth for 9 days. Science, 2024, 385. <10.1126/science.adm9247>
Fernando Benjamin, Daubar Ingrid, Charalambous Constantinos, Grindrod Peter, Stott Alexander, Al Ateqi Abdullah, Atri Dimitra, Ceylan Savas, Clinton John, Fillingim Matthew, Hauber Ernest, Hill Jonathon, Kawamura Taichi, Liu Jianjun, Lucas Antoine, Lorenz Ralph, Ojha Lujendra, Perrin Clement, Piqueux Sylvain, Stähler Simon, Tirsch Daniela, Wilson Colin, Wójcicka Natalia, Giardini Domenico, Lognonné Philippe, Banerdt W. Bruce. A Tectonic Origin for the Largest Marsquake Observed by InSight. Geophysical Research Letters, American Geophysical Union, 28 octobre 2023, 50. <10.1029/2023GL103619>
Michon Laurent, Gayer Eric, Lucas Antoine, Bellin Franziska, Gougeon Matthieu. The 1965 Mahavel Landslide (Réunion Island, Indian Ocean): Morphology, Volumes, Flow Dynamics, and Causes of a Rock Avalanche in Tropical Setting. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, American Geophysical Union/Wiley, 02 juin 2023, 128. <10.1029/2022jf006944>
Roque-Bernard Amande, Lucas Antoine, Gayer Eric, Allemand Pascal, Dessert Céline, Lajeunesse Eric. Phenomenological model of suspended sediment transport in a small catchment. Earth Surface Dynamics, European Geosciences Union, 2023, 11. <10.5194/esurf-11-363-2023>
Liang Shen, Lucas Antoine, Porder Stephen, Sainton Gregory, Fournier Alexandre, Palpanas Themis. FARMYARD: A Generic GPU-based Pipeline for Feature Discovery from Massive Planetary LiDAR Data. 14 octobre 2022. <10.36227/techrxiv.21303411.v1>
Roque-Bernard Amande, Lucas Antoine, Gayer Eric, Allemand Pascal, Dessert Céline, Lajeunesse Eric. Phenomenological model of suspended sediment transport in a small tropical catchment. 04 octobre 2022. <10.5194/esurf-2022-50>
Liang Shen, Palpanas Themis, Lucas Antoine. POPS: An Efficient Framework for GPU-based Feature Extraction of Massive Gridded Planetary LiDAR Data [Scalable Data Science]. 04 octobre 2022.
Lucas Antoine, Bourdon Lucas, Mangeney Anne, Sainton Grégory, Bah Mamadou Adama, Tawamura Taichi, Lognonné Philippe, Rodriguez Sébastien, Posiolova Liliya, Daubar Ingrid, Malin Mike. InSight for seismically detectability and seismically triggered avalanches on Mars. 18 septembre 2022. <10.5194/epsc2022-366>
Bonnefoy Léa E., Lucas Antoine, Hayes Alexander G., Rodriguez Sébastien, Poggiali Valerio, Lalich Daniel E., Lorenz Ralph D., Le Gall Alice. Composition, Roughness, and Topography from Radar Backscatter at Selk Crater, the Dragonfly Landing Site. The Planetary Science Journal, IOP Science, 29 août 2022, 3. <10.3847/psj/ac8428>
Lucas Antoine, Gayer Eric. Decennial geomorphic transport from archived time series digital elevation models: a cookbook for tropical and alpine environments. IEEE geoscience and remote sensing magazine, IEEE, 01 juin 2022, 10. <10.1109/MGRS.2021.3121370>
Michel Julien, Hagolle Olivier, Delvit Jean-Marc, Thierry Martin, Laurent Lebegue, Laubier David, Malet Jean Philippe, Jérome Legenne, Michaud Joël, Juan Vinasco-Salinas, Iliopoulos Christelle, Le Corre Sébastien, Dusseux Pauline, Kääb Andreas Max, Yesou Hervé, Mouginot Jeremie, Battiston Stephanie, Clandillon Stephen, Bergsma Erwin W J, Berthier Etienne, Lucas Antoine, Dejoux Jean-François, Dedieu Gérard, Puissant Anne, Ferrant Sylvain, Sheeren David, Lefevre Antoine, Cantou Jean-Philippe, Crétaux Jean-François, Almar Rafael, Lelong Camille, Maurel Pierre, Faure Jean-François, Nabucet Jean, Corpetti Thomas, Herrault Pierre-Alexis. Sentinel-HR Phase 0 Report. 15 avril 2022.
Perrin Clement, Jacob A, Lucas A, Myhill R, Hauber E, Batov A, Gudkova T, Rodriguez S, Lognonné P, Stevanović J, Drilleau M, Fuji N. Geometry and Segmentation of Cerberus Fossae, Mars: Implications for Marsquake Properties. Journal of Geophysical Research. Planets, Wiley-Blackwell, 17 janvier 2022, 127. <10.1029/2021je007118>
Jacob A, Plasman M, Perrin Clement, Fuji N, Lognonné P, Xu Z, Drilleau M, Brinkman N, Stähler S, Sainton G, Lucas A, Giardini D, Kawamura T, Clinton J, Banerdt W B. Seismic sources of InSight marsquakes and seismotectonic context of Elysium Planitia, Mars. Tectonophysics, Elsevier, 2022, 837. <10.1016/j.tecto.2022.229434>
Rodriguez Sébastien, Vinatier Sandrine, Cordier Daniel, Tobie G., Achterberg Richard K., Anderson Carrie M., Badman Sarah V., Barnes Jason W., Barth Erika L., Bézard Bruno, Carrasco Nathalie, Charnay Benjamin, Clark Roger N., Coll Patrice, Cornet Thomas, Coustenis Athena, Couturier-Tamburelli Isabelle, Dobrijevic Michel, Flasar F. Michael, de Kok Remco, Freissinet Caroline, Galand Marina, Gautier Thomas, Geppert Wolf D., Griffith Caitlin A., Gudipati Murthy S., Hadid Lina Z., Hayes Alexander G., Hendrix Amanda R., Jauman Ralf, Jennings Donald E., Jolly Antoine, Kalousova Klara, Koskinen Tommi T., Lavvas Panayotis, Lebonnois Sébastien, Lebreton Jean-Pierre, Le Gall Alice, Lellouch Emmanuel, Le Mouélic Stéphane, Lopes Rosaly M. C., Lora Juan M., Lorenz Ralph D., Lucas Antoine, Mackenzie Shannon, Malaska Michael J., Mandt Kathleen, Mastrogiuseppe Marco, Newman Claire E., Nixon Conor A., Radebaugh Jani, Rafkin Scot C., Rannou Pascal, Sciamma-O-Brien Ella M., Soderblom Jason M., Solomonidou Anezina, Sotin Christophe, Stephan Katrin, Strobel Darrell, Szopa Cyril, Teanby Nicholas A., Turtle Elizabeth P., Vuitton Véronique, West Robert A.. Science goals and new mission concepts for futureexploration of Titan’s atmosphere, geologyand habitability: titan POlar scout/orbitEr and in situ lakelander and DrONe explorer (POSEIDON). Experimental Astronomy, Springer Link, 2022, 54. <10.1007/s10686-021-09815-8>
Knapmeyer M., Stähler S.C., Daubar I., Forget F., Spiga A., Pierron T., van Driel M., Banfield D., Hauber E., Grott M., Müller N., Perrin Clement, Jacob A., Lucas A., Knapmeyer-Endrun B., Newman C., Panning M.P., Weber R.C., Calef F.J., Böse M., Ceylan S., Charalambous C., Clinton J., Dahmen N., Giardini D., Horleston A., Kawamura T., Khan A., Mainsant G., Plasman M., Lemmon M., Lorenz R., Pike W.T., Scholz J.-R., Lognonné P., Banerdt B.. Seasonal seismic activity on Mars. Earth and Planetary Science Letters, Elsevier, décembre 2021, 576. <10.1016/j.epsl.2021.117171>