Processus de surface éoliens et fluviaux

Érosion, transport et dépôt par le vent et les liquides en mouvement qui sculptent des dunes, des chenaux et des paysages sédimentaires sur les planètes et les lunes.

Definition

Les processus de surface éoliens et fluviaux désignent l'érosion, le transport et le dépôt de matériaux par le vent et par les liquides en mouvement, respectivement, qui façonnent les surfaces planétaires.

Scope

Ce sujet couvre les processus de gradation (gradational processes) entraînés par les fluides en mouvement sur les surfaces planétaires : le transport éolien qui forme les dunes, les rides, les ventifacts et les tempêtes de poussière, et les processus fluviaux entraînés par les liquides qui sculptent les vallées, les chenaux et les cônes de déjection. Il aborde la physique de l'entraînement et du transport des sédiments sous différentes gravités et atmosphères, et il englobe les analogues terrestres, les dunes actives et les anciens réseaux fluviaux de Mars, ainsi que les rivières et les dunes de méthane de Titan.

Core questions

• Comment le vent et les liquides en mouvement entraînent-ils et transportent-ils les sédiments sous des gravités et des atmosphères variables ?
• Quelles formes de relief diagnostiquent l'activité éolienne et liquide passée ou présente sur une planète ?
• Que révèlent les chenaux martiens et les rivières de Titan sur les climats et les liquides passés ?
• Comment ces processus diffèrent-ils selon les mondes avec des fluides et des conditions différents ?

Key theories

Entraînement des sédiments et saltation

Un fluide se déplaçant sur une surface soulève et fait rebondir les grains une fois qu'il dépasse une contrainte seuil, et la saltation résultante construit des rides et des dunes dont la forme dépend de la gravité, de la densité du fluide et de la taille des grains.

Interprétation des formes de relief fluviales

Les réseaux de vallées, les chenaux d'écoulement (outflow channels) et les cônes de déjection témoignent de l'action passée ou présente de liquides en mouvement, permettant la reconstitution des conditions climatiques et de surface sur des corps tels que Mars et Titan.

Mechanisms

Lorsque le vent ou un liquide en mouvement exerce une contrainte de cisaillement (shear stress) suffisante, les grains sont entraînés et transportés par saltation, suspension ou charriage (bed load), puis déposés là où le courant s'affaiblit, formant des dunes, des rides, des chenaux et des cônes de déjection. Les seuils et les formes résultantes dépendent de la gravité locale, de la densité du fluide en mouvement et des sédiments disponibles, qui diffèrent notablement entre la Terre, Mars, Vénus et Titan.

Clinical relevance

Les formes de relief éoliennes et fluviales témoignent de l'histoire climatique d'une planète et de la présence passée de liquides, ce qui en fait des preuves essentielles pour la reconstitution des conditions de surface et l'évaluation de l'habitabilité, comme dans la recherche d'eau ancienne sur Mars.

History

Les études fondamentales de Bagnold sur le sable éolien sur Terre ont été étendues à d'autres mondes lorsque des engins spatiaux ont révélé des dunes sur Mars et Vénus, ainsi que les réseaux fluviaux et les vallées de Mars. Cassini-Huygens a ensuite découvert de vastes champs de dunes et des rivières et lacs de méthane sur Titan, confirmant que le vent et les liquides façonnent les surfaces à travers le Système solaire dans des conditions très différentes.

Debates

Volume et durée de l'eau liquide sur Mars primitive

La quantité d'eau liquide qui a coulé sur Mars et sa durée, déduites de ses chenaux et de ses cônes de déjection, sont débattues et ont une incidence directe sur son climat passé et son habitabilité.

Key figures

• Ronald Greeley
• Ralph Bagnold
• James Iversen
• Michael Carr

Seminal works

• greeleyiversen1985
• melosh2011

Frequently asked questions

Y a-t-il des dunes de sable sur d'autres planètes ?

Oui, les dunes éoliennes sont courantes sur Mars et existent sur Vénus et Titan, et certaines dunes martiennes sont encore actives aujourd'hui.

Pleut-il sur Titan ?

Oui, mais avec du méthane liquide plutôt que de l'eau ; Titan possède des nuages, des pluies, des rivières et des lacs de méthane qui sculptent et remplissent sa surface de la même manière que l'eau le fait sur Terre.