Bilobate comet morphology and internal structure controlled by shear deformation

Bilobate comets—small icy bodies with two distinct lobes—are a common configuration among comets, but the factors shaping these bodies are largely unknown. Cometary nuclei, the solid centres of comets, erode by ice sublimation when they are sufficiently close to the Sun, but the importance of a comet’s internal structure on its erosion is unclear. Here we present three-dimensional analyses of images from the Rosetta mission to illuminate the process that shaped the Jupiter-family bilobate comet 67P/Churyumov–Gerasimenko over billions of years. We show that the comet’s surface and interior exhibit shear-fracture and fault networks, on spatial scales of tens to hundreds of metres. Fractures propagate up to 500 m below the surface through a mechanically homogeneous material. Through fracture network analysis and stress modelling, we show that shear deformation generates fracture networks that control mechanical surface erosion, particularly in the strongly marked neck trough of 67P/Churyumov–Gerasimenko, exposing its interior. We conclude that shear deformation shapes and structures the surface and interior of bilobate comets, particularly in the outer Solar System where water ice sublimation is negligible.Additional co-authors: M. A. Barucci, J.-L. Bertaux, I. Bertini, D. Bodewits, G. Cremonese, V. Da Deppo, S. Debei, M. De Cecco, J. Deller, S. Fornasier, M. Fulle, P. J. Gutiérrez, C. Güttler, W.-H. Ip, H. U. Keller, L. M. Lara, F. La Forgia, M. Lazzarin, A. Lucchetti, J. J. López-Moreno, F. Marzari, M. Massironi, S. Mottola, N. Oklay, M. Pajola, L. Penasa, F. Preusker, H. Rickman, F. Scholten, X. Shi, I. Toth, C. Tubiana & J.-B. Vincen

Brittle deformation on extra-terrestrial small bodies: what can we learn about their surface and internal structure evolution?

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Apport de la géologie structurale pour la caractérisation des roches réservoirs de la région d’Aubagne (fossé oligocène et ses bordures carbonatées)

Rapport de post-doc. Projet Karst-Huveaune 2018-2022. Université Aix-Marseille.L’étude des ressources en eau nécessite de caractériser le réservoir géologique, ou aquifère, qui permet le stockage et l’écoulement des eaux souterraines. À l’échelle du bassin versant de l’Huveaune et des sources sous-marines régionales de Cassis (Port-Miou et Bestouan), la zone d’Aubagne à Roquefort-La Bédoule (Bouches-du-Rhône) constitue un passage clé pour le transfert souterrain entre les massifs montagneux au nord et la mer au sud, à travers les chevauchements sud-provençaux et le bassin d’effondrement oligocène d’Aubagne. Ce travail s’est intéressé à la caractérisation géologique structurale et pétrophysique du bassin oligocène et de ses zones bordières (roches du Trias, du Jurassique et du Crétacé inférieur). Des nouvelles données quantitatives ont été acquises à trois niveaux d’échelles : centimétrique, décamétrique et hectométrique à kilométrique. Pour cela, trois méthodes complémentaires ont été utilisées, correspondant à chaque niveau d’échelle : des mesures de porosité et perméabilité sur échantillons au laboratoire, des mesures exhaustives de fracturation sur 18 transects de 20 mètres de long (scan-line), et des coupes structurales. L’échelle centimétrique donne accès à la porosité et la perméabilité des roches, en dehors des zones de fractures. Les calcaires et cargneules du Trias sont poreux et présentent les perméabilités échantillonnées parmi les plus fortes. Les conglomérats fluviatiles oligocènes sont les terrains investigués les plus perméables. Toutefois, la perméabilité mesurée reste très inférieure à la perméabilité obtenue dans les sédiments fluviatiles quaternaires meubles investigués à l’échelle hectométrique par des essais de pompage sur les forages de la plaine d’Aubagne. Les investigations à l’échelle décamétrique ont été menées sur la zone au sud d’Aubagne, en suivant le vallon emprunté par l’autoroute, entre la carrière Bronzo-Perasso et Roquefort-La Bédoule. C’est une zone qui présente majoritairement à l’affleurement des calcaires urgoniens, et des niveaux divers de déformation cassante. Des grandes familles de fractures ont été individualisées, et une chronologie relative proposée, débutant lors de l’enfouissement des roches au crétacé inférieur. Une zone de faille d’orientation Ouest-Est est mise en évidence (entre la sortie d’autoroute Carnoux et Roquefort-La-Bédoule) ; celle-ci présente une très forte densité de fractures, quelques indices karstiques et une forte connectivité des fractures. Elle est susceptible de jouer un rôle drainant pour l’eau souterraine régionale, mais la circulation préférentielle (potentiellement karstique) des fluides peut être à de grandes profondeurs. Enfin, les coupes géologiques à l’échelle kilométriques à travers le bassin d’Aubagne et ses bordures (une coupe ONO-ESE, et une coupe NNO-SSE) sont inédites et illustrent les grandes structures du secteur d’étude. Il reste toutefois de nombreuses incertitudes sur les épaisseurs réelles de sédiments oligocènes, étant donné l’absence de forages de plus de 100 mètres sur cette zone

Geophysical exploration of the fracturing and reactivation processes in carbonates at the meter scale

Le but de ce travail est de comprendre les relations entre la déformation et la diagenèse dans les carbonates. Pour cela, l’échelle du m au dam est adéquate car elle permet de séparer les effets matriciels, des fractures et des failles. Celle-ci est sous la résolution de la sismique, donc peu de données géophysiques et diagénétiques spatiale et quantitatives sont disponibles, le plus souvent limitées aux données 1D de puit.Nous avons choisi 4 affleurements présentant des hétérogénéités et des intensités de déformation et de diagenèse diverses. Un protocole multi-échelle et multidisciplinaire a été développé, comprenant de la géophysique à l’échelle du cm au dam, de la diagenèse structurale et de la géochimie sur les ciments de fracture. Nous montrons un fort effet d’échelle entre les Vp en laboratoire et à l’affleurement dû à des hétérogénéités sédimentaire, d’enfouissement et structurale, qui conduisent à différents motifs géostatistiques.Les fractures ont l’effet le plus fort sur les Vp, modulé par leur cimentation, et qui peut entièrement effacer la signature initiale du faciès. La réactivation des fractures induit une anisotropie directionnelle de 10% due à des changements dans le remplissage des fractures, caractérisés par de multiples phases de cimentation, broyage et dissolution.Dans les zones de faille, l’anisotropie sismique est amplifiée, conduisant à un fort affaiblissement de la roche au cisaillement et à une diminution de Vp autour de la faille. Les données géochimiques tracent plusieurs flux de fluides diagénétiques et soulignent les fortes interactions entre l’évolution de la perméabilité, la diagenèse structurale et la signature géophysique des carbonates.The aim of this work was to understand the relationships between deformations and diagenesis in carbonates. The relevant scale to study it may be the m to dkm scale which allows individualizing fracture, fault and matrix effects. This scale is under the seismic resolution, so few quantitative diagenetic and geophysical spatial data are available, mainly constrained to 1D borehole.Therefore, we selected 4 dkm scale outcrops displaying various heterogeneities and intensities of deformation and diagenesis. We developed a multidisciplinary/multiscale protocol including geophysics from cm to dkm scale along with structural diagenesis study and geochemical measurements on fractures cements. We found a strong scale effect between laboratory and outcrop Vp due to sedimentary, burial and structural heterogeneities that lead to different geostatistical patterns. Fractures have the strongest effect on Vp, being modulated by their cementation and can erase the initial facies acoustic signature. The fracture reactivation induce a 10% Vp directional anisotropy due to microscale changes in the fractures infillings characterized by multiple cementation, crushing and dissolution phases. In fault-zones the seismic anisotropy magnitude is amplified, leading to a strong directional rock shear weakening and a Vp decrease around the fault, caused by higher discontinuities aperture and brecciation. Geochemical data indicate that the Vp signature evolution is linked to different diagenetic fluids flow origins occurring during each deformation phase. This underlines the strong interplay between permeability evolution, structural diagenesis and geophysical signature in carbonates

Impact des troubles cognitifs sur les comportements suicidaires des sujets souffrant de schizophrénie

AIX-MARSEILLE2-BU Méd/Odontol. (130552103) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocSudocFranceF

Repeated Treatment for Macular Edema in Vein Occlusion by Intravitreal Implant of Dexamethasone

Background: Macular edema (ME) treatment has benefited from the recent intravitreal pharmacotherapy development of an intravitreal implant of dexamethasone (Ozurdex®, Allergan, Irvine, Calif., USA). However, its efficiency has never been illustrated beyond 3 injections. Case Presentation: We report the case of a 75-year-old woman with inferior branch vein occlusion, who, after laser photocoagulation treatment and recurrence after intravitreal injection of triamcinolone, benefited from 4 injections of Ozurdex. Her macular thickness and visual acuity (VA) progression were assessed for 17 months. Conclusions: This case report highlights the quick efficiency of Ozurdex on VA and ME with good reproducibility and tolerance, and without tachyphylaxis phenomenon. This is the first illustrated description of 4 consecutive injections for ME induced secondary to retinal vein occlusion

Structural and petrophysical characterization of mixed conduit/seal fault zones in carbonates: Example from the Castellas fault (SE France)

International audienceThe Castellas fault in SE France affects carbonate rocks with a plurimeter scale offset along 1.5 km of outcrop. In order to decipher the structural control on fault petrophysical and hydraulic character, we performed high resolution field structural mapping, laboratory porosity-Vp measurements, and thin sections analysis of deformations and diagenesis. Field mapping shows that the fault zone architecture displays strong lateral variations at the hectometer scale characterized by core thicknesses of 0–5 m, one or several slip planes, and varying fracture patterns within the damage zone. The fault zone heterogeneity may be related to the magnitude of the throw, the position along the fault and the affected rock facies. Laboratory measurements revealed a strong porosity reduction correlated to a Vp increase, related to the cementation of pore volumes within a decameter area around the fault plane. This fault-sealing occurred mainly through a chemical diagenesis related to fluid circulation within fault-zone heterogeneities. A 3D conceptual model of a mixed conduit/seal fault zone is proposed, characterized by sealed impermeable fault tips and more or less permeable units within which flow can occur either perpendicular or parallel to the fault strike

3D Modelling of fault network in the nucleus of comet 67P: implications for its internal structure and evolution

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Seismic imaging of a carbonate rock block with fracture-induced anisotropy

International audienceSeismic experiments on a meter-scale rock sample characterize spatial heterogeneities at outcrop scale, and potentially bridge the gap between laboratory experiments and conventional field seismic experiments. Using a real seismic dataset of a fractured carbonate rock sample, we demonstrate strong potentials of small rock-block experiments, and endeavor towards full waveform analyses, such as full waveform inversion. We were able to place sources and receivers to surround the sample and acquired the data to optimally illuminate internal structures along chosen 2D planes. The observed waveforms comprised clear but complicated P- and S-wave direct arrivals and free surface reflections from all sides of the block. Beam forming (slant-stacking) was capable of extracting hidden complex arrivals. By exploiting both P and S arrivals, we successfully estimated parameters of apparent tilted transverse anisotropy with a symmetry axis normal to the 10 cm-scale fractures. In order to delineate heterogeneities in the sample due to fractures, we proposed to apply full waveform inversion to the dataset. With synthetic studies, we illustrated that the velocity model can be nearly perfectly reconstructed at a half-wavelength scale

Are stylolites fluid-flow efficient features?

It sounds counter-intuitive to consider contraction features such as stylolites as potential conduits for flow. However, this idea has grown since 1980, with geoscientists finding many examples principally in carbonate reservoirs where stylolites can be considered as fluid-efficient features. Among others, these features can be reactivated stylolites, can generate positive porosity and permeability anomalies, can drive corrosive fluids or can remain open in an overpressured system. Conversely, stylolites can also be closed forever. These impermeable stylolites can generate permeability anisotropy that may impact fluid movements. Stylolites require particular attention to evaluate whether they act as drains or as barriers to flow (compartmentalisation). We review some of the key studies of the past thirty years with a special attention to the most recent ones. We end-up considering their mechanical origin, their nucleation and growth, their past and present impact on reservoir properties and performances as key factors influencing the flow efficiency differentiation of these features. This short review presents the latest theories and observations about stylolites with respect to the key factors aforementioned. The authors support herein that a distinction should be made between processes occurring in the past and the present-day impact the stylolite had on reservoir properties.Accepted Author ManuscriptApplied Geolog