Volcanisme et Tectonique Planétaires

Comment la chaleur s'échappant de l'intérieur d'une planète façonne les volcans, déforme la croûte et remodèle les mondes à travers le Système solaire.

Definition

Le volcanisme et la tectonique planétaires désignent l'étude de la manière dont la chaleur interne entraîne l'éruption de magma et la déformation de la lithosphère sur les planètes et les lunes.

Scope

Ce sujet couvre les manifestations volcaniques et tectoniques de la perte de chaleur interne sur les planètes rocheuses et les lunes : la génération et l'ascension des magmas, les éruptions effusives et explosives, les volcans boucliers et les basaltes de plateau (flood basalts), ainsi que la déformation des lithosphères en failles, plis et motifs tectoniques globaux. Il englobe la tectonique des plaques de type terrestre, les régimes à couvercle stagnant (stagnant-lid) sur Vénus et Mars, le volcanisme induit par les marées sur Io, et le cryovolcanisme sur les lunes glacées, en s'appuyant sur la télédétection comparative et la géophysique.

Core questions

• Comment le magma se forme-t-il, s'élève-t-il et entre-t-il en éruption sur des corps de compositions et de gravités différentes ?
• Qu'est-ce qui détermine si une planète présente une tectonique des plaques, un couvercle stagnant (stagnant lid) ou d'autres styles tectoniques ?
• Comment le chauffage par les marées alimente-t-il le volcanisme intense d'Io et le cryovolcanisme possible ailleurs ?
• Que révèlent les formes de relief volcaniques et tectoniques sur l'histoire thermique d'une planète ?

Key theories

La tectonique des plaques comme mode de convection planétaire

Sur Terre, la convection mantellique fragmente la lithosphère en plaques mobiles qui se recyclent dans l'intérieur, un mode de refroidissement efficace qui semble unique parmi les planètes telluriques actuelles.

Tectonique à couvercle stagnant (stagnant-lid)

Sur Vénus et Mars, la lithosphère se comporte comme un couvercle rigide unique au-dessus d'un manteau en convection, de sorte que la chaleur s'échappe principalement par le volcanisme et le remodelage épisodique plutôt que par le recyclage des plaques.

Chauffage par les marées et volcanisme

La flexion gravitationnelle périodique d'une lune en orbite excentrique dissipe de l'énergie sous forme de chaleur, alimentant le volcanisme actif extrême d'Io et maintenant l'activité souterraine sur d'autres satellites.

Mechanisms

La décompression ou le chauffage produit un magma silicaté qui est flottant et s'élève à travers la lithosphère pour entrer en éruption sous forme de lave ou, lorsque les volatils se dégagent, de manière explosive. Les contraintes dues à la convection, au refroidissement, aux marées et aux impacts déforment la croûte en failles et en plis. Sur les lunes glacées, les glaces et les saumures à bas point de fusion peuvent entrer en éruption sous forme de cryovolcanisme.

Clinical relevance

L'activité volcanique et tectonique remodèle les planètes, dégaze les atmosphères et signale un intérieur actif, ce qui la rend essentielle pour dater les surfaces et évaluer si un corps pourrait abriter des environnements habitables.

History

Les sondes spatiales ont révélé une diversité étonnante de volcanisme et de tectonique : Mariner et Viking ont cartographié les gigantesques volcans de Tharsis et les systèmes de rifts de Mars, Voyager a découvert un volcanisme actif sur Io en 1979 juste après que Peale et ses collègues aient prédit le chauffage par les marées, et Magellan a exposé les plaines de Vénus remodelées par le volcanisme. Ces découvertes ont recadré le volcanisme et la tectonique comme des phénomènes à l'échelle planétaire.

Debates

Historique du remodelage de Vénus

La question de savoir si Vénus a été remodelée lors d'un événement global catastrophique ou par un volcanisme plus graduel et continu reste débattue, compte tenu de sa population de cratères clairsemée et quasi aléatoirement distribuée.

Key figures

• H. Jay Melosh
• Gerald Schubert
• Stanton Peale
• Donald Turcotte

Seminal works

• melosh2011
• turcotteschubert2014

Frequently asked questions

Quel est le plus grand volcan du Système solaire ?

Olympus Mons sur Mars, un volcan bouclier d'une taille comparable à celle de l'État américain de l'Arizona et bien plus haut que le mont Everest, formé au-dessus d'un point chaud stationnaire de longue durée dans la lithosphère stagnante de Mars.

Pourquoi Io est-elle si volcaniquement active ?

Io est comprimée par la gravité de Jupiter et par les résonances orbitales avec les lunes voisines, et la flexion tidale qui en résulte chauffe son intérieur suffisamment pour alimenter un volcanisme continu.