LA COLOC, Rehabilitación del Aparcamiento Victor Hugo en Burdeos

Rehabilitación del aparcamiento Victor Hugo en Burdeo

Mass wasting triggered by seasonal CO₂ sublimation under Martian atmospheric conditions: Laboratory experiments

Sublimation is a recognized process by which planetary landscapes can be modified. However, interpretation of whether sublimation is involved in downslope movements on Mars and other bodies is restricted by a lack of empirical data to constrain this mechanism of sediment transport and its influence on landform morphology. Here we present the first set of laboratory experiments under Martian atmospheric conditions which demonstrate that the sublimation of CO2 ice from within the sediment body can trigger failure of unconsolidated, regolith slopes and can measurably alter the landscape. Previous theoretical studies required CO2 slab ice for movements, but we find that only frost is required. Hence, sediment transport by CO2 sublimation could be more widely applicable (in space and time) on Mars than previously thought. This supports recent work suggesting CO2 sublimation could be responsible for recent modification in Martian gullies

How, when and where current mass flows in Martian gullies are driven by CO2 sublimation

Martian gullies resemble water-carved gullies on Earth, yet their present-day activity cannot be explained by water-driven processes. The sublimation of CO2 has been proposed as an alternative driver for sediment transport, but how this mechanism works remains unknown. Here we combine laboratory experiments of CO2-driven granular flows under Martian atmospheric pressure with 1D climate simulation modelling to unravel how, where, and when CO2 can drive present-day gully activity. Our work shows that sublimation of CO2 ice, under Martian atmospheric conditions can fluidize sediment and creates morphologies similar to those observed on Mars. Furthermore, the modelled climatic and topographic boundary conditions for this process, align with present-day gully activity. These results have implications for the influence of water versus CO2-driven processes in gully formation and for the interpretation of gully landforms on other planets, as their existence is no longer definitive proof for flowing liquids

A novel topographic parameterization scheme indicates that martian gullies display the signature of liquid water

Martian gullies resemble gullies carved by water on Earth, yet are thought to have formed in an extremely cold (2-driven processes. That this argument persists demonstrates the limitations of morphological interpretations made from 2D images, especially when similar-looking landforms can form by very different processes. To overcome this we have devised a parameterization scheme, based on statistical discriminant analysis and hydrological terrain analysis of meter-scale digital topography data, which can distinguish between dry and wet surface processes acting on a landscape. Applying this approach to new meter-scale topographic datasets of Earth, the Moon and Mars, we demonstrate that martian gullied slopes are dissimilar to dry, gullied slopes on Earth and the Moon, but are similar to both terrestrial debris flows and fluvial gullies. We conclude that liquid water was integral to the process by which martian gullies formed. Finally, our work shows that quantitative 3D analyses of landscape have great potential as a tool in planetary science, enabling remote assessment of processes acting on planetary surfaces

Water induced sediment levitation enhances downslope transport on Mars

On Mars, locally warm surface temperatures (~293 K) occur, leading to the possibility of (transient) liquid water on the surface. However, water exposed to the martian atmosphere will boil, and the sediment transport capacity of such unstable water is not well understood. Here, we present laboratory studies of a newly recognized transport mechanism: “levitation” of saturated sediment bodies on a cushion of vapor released by boiling. Sediment transport where this mechanism is active is about nine times greater than without this effect, reducing the amount of water required to transport comparable sediment volumes by nearly an order of magnitude. Our calculations show that the effect of levitation could persist up to ~48 times longer under reduced martian gravity. Sediment levitation must therefore be considered when evaluating the formation of recent and present-day martian mass wasting features, as much less water may be required to form such features than previously thought

How, when and where current mass flows in Martian gullies are driven by CO2 sublimation

Martian gullies resemble water-carved gullies on Earth, yet their present-day activity cannot be explained by water-driven processes. The sublimation of CO2 has been proposed as an alternative driver for sediment transport, but how this mechanism works remains unknown. Here we combine laboratory experiments of CO2-driven granular flows under Martian atmospheric pressure with 1D climate simulation modelling to unravel how, where, and when CO2 can drive present-day gully activity. Our work shows that sublimation of CO2 ice, under Martian atmospheric conditions can fluidize sediment and creates morphologies similar to those observed on Mars. Furthermore, the modelled climatic and topographic boundary conditions for this process, align with present-day gully activity. These results have implications for the influence of water versus CO2-driven processes in gully formation and for the interpretation of gully landforms on other planets, as their existence is no longer definitive proof for flowing liquids

Les activités climatiques saisonnières sur Mars et leurs impacts sur la morphologie

Mars surface has been considered like a currently inactive planet for a long time. Nevertheless, numerous active phenomena have been observed during the last few years such as: gullies, dust devils, dark and bright flows. Most of them are also unexplained and their formation processes are unclear under present Mars conditions. The aim of this PhD is to study some gullies to try to understand their formation processes on Mars at the present time. For this, martian spacecraft data were analyzed and experimental studies were performed. Thanks to HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) images and HiRISE DTM (Digital Terrain Models), a morphological study was carried out. This study has been completed by a spectroscopic study of the surface thanks to CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) data. Experiments were also performed with a mix of liquid and sand to try to understand the pressure impact on martians flows. Morphological and spectroscopic studies on the southern hemisphere of Mars lead us to conclude that: i) Gullies are seasonal. They have different morphologies, sizes, timing of activities, orientations, and slopes. ii) Gullies are young. They appear and disappear on present-day. Some of them are active since 100 years. iii) CO₂ frost seems to be a good candidate for gullies creation but a participation of liquid water can’t be excluded in some cases. iv) Insolation variations and material accumulations in the upper part of the flow influence the gullies activity. v) Sinuosities can be created by another fluid than liquid water today on Mars. Experiments performed during this PhD demonstrate that: i) Water flow in granular surface and sub-surface triggers higher morphological impact under Martian pressure (~ 7mbar) and Earth pressure (~ 1000 mbar). ii) Exotic sediment transport can be observed at low pressure (~ 7mbar): “levitation” (with gas) and saltation. The morphology and dynamics are influenced by 3 main parameters: the sediment thickness, the temperature variations between the surface and the flow and the amount of flow material. Several seasonal phenomena were analyzed with different approaches. This allowed us to observe and interpret present-day flows and exotic processes. More data and new experiments at low pressure (in particular with CO₂) will help us to better constrain and better understand the formation conditions of current seasonal activities on the Mars surface.La surface de Mars a longtemps été considérée comme inactive de nos jours. Cependant, de nombreux phénomènes actifs ont été observés ces dernières années comme : des ravines, des tornades de poussières, des écoulements ou des taches sombres. La plupart d’entre eux sont encore inexpliqués et soulèvent de nombreuses questions au regard des conditions de surface existantes actuellement. Afin d’améliorer la compréhension de ces processus et en particulier des ravines, cette thèse a pour but d’en étudier certains par une approche pluridisciplinaire combinant l’analyse de données issues des missions spatiales martiennes et par une approche expérimentale. Les données de télédétection ont permis une analyse morphologique détaillée grâce aux images provenant de la caméra HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) et de leurs MNT (Modèle Numérique de Terrain). Celles-ci ont été complétées par une analyse de la composition de la surface grâce aux données spectroscopiques CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars).Des études expérimentales visant à mieux comprendre l’effet de la pression et des mélanges fluides/grains sur des écoulements martiens ont également été réalisés. Les études morphologiques et compositionnelles réalisées dans l’hémisphère sud de Mars, ont permis d’arriver aux conclusions suivantes : i) Les ravines ont un fonctionnement saisonnier et se différencient entre elles par leur morphologie, leur taille, leur période d’activité, leur orientation et leur pente, ii) Certaines ravines saisonnières sont très récentes : elles se créent et disparaissent actuellement, alors que d’autres fonctionnent depuis une centaine d’années martienne, iii) Le CO₂ semble être le principal agent actif pour leur création, même si l’eau liquide et les saumures ne peuvent être écartées dans certains cas, iv) Les différences d’insolation et l’accumulation de matériel en amont de l’écoulement influencent l’activité des ravines saisonnières. v) Un fluide différent de l’eau peut créer et faire évoluer des sinuosités de nos jours sur Mars. Les expériences réalisées au cours de cette thèse ont montré que : i) Les écoulements d’eau en surface et sub-surface d’un milieu granulaire, vont avoir un impact morphologique plus important à basse pression (~ 7mbar) qu’à pression terrestre (~ 1000 mbar), ii) Il existe des modes de transport des sédiments atypiques à basse pression: un processus de « lévitation » (impliquant des fluides gazeux) et de la saltation. Les morphologies qui en découlent, peu courantes sur Terre, sont susceptibles d’intervenir sur Mars, iii) Des mêmes constituants d’un écoulement peuvent créer des morphologies et des dynamiques réellement différentes. Trois paramètres semblent jouer un rôle important sur la morphologie d’un écoulement : l’épaisseur de sédiment mobilisable, les différences de températures entre la surface et l’écoulement ainsi que la quantité de matériel écoulé. L’analyse dans cette thèse d’un grand nombre d’activités saisonnières ainsi que l’approche pluridisciplinaire utilisée ont permis de mettre en évidence des écoulements actuels reliés avec des processus exotiques. La détermination plus précise des conditions de formation de ces phénomènes actuels ne pourra se faire que grâce à l’acquisition de nouvelles données sur tous ces sites et sur plusieurs saisons. De nouvelles expériences en laboratoire permettant en particulier de mieux comprendre les processus liés au CO₂ sont également nécessaires

Seasonal climatic activities on Mars and their morphological impact

La surface de Mars a longtemps été considérée comme inactive de nos jours. Cependant, de nombreux phénomènes actifs ont été observés ces dernières années comme : des ravines, des tornades de poussières, des écoulements ou des taches sombres. La plupart d’entre eux sont encore inexpliqués et soulèvent de nombreuses questions au regard des conditions de surface existantes actuellement. Afin d’améliorer la compréhension de ces processus et en particulier des ravines, cette thèse a pour but d’en étudier certains par une approche pluridisciplinaire combinant l’analyse de données issues des missions spatiales martiennes et par une approche expérimentale. Les données de télédétection ont permis une analyse morphologique détaillée grâce aux images provenant de la caméra HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) et de leurs MNT (Modèle Numérique de Terrain). Celles-ci ont été complétées par une analyse de la composition de la surface grâce aux données spectroscopiques CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars).Des études expérimentales visant à mieux comprendre l’effet de la pression et des mélanges fluides/grains sur des écoulements martiens ont également été réalisés. Les études morphologiques et compositionnelles réalisées dans l’hémisphère sud de Mars, ont permis d’arriver aux conclusions suivantes : i) Les ravines ont un fonctionnement saisonnier et se différencient entre elles par leur morphologie, leur taille, leur période d’activité, leur orientation et leur pente, ii) Certaines ravines saisonnières sont très récentes : elles se créent et disparaissent actuellement, alors que d’autres fonctionnent depuis une centaine d’années martienne, iii) Le CO₂ semble être le principal agent actif pour leur création, même si l’eau liquide et les saumures ne peuvent être écartées dans certains cas, iv) Les différences d’insolation et l’accumulation de matériel en amont de l’écoulement influencent l’activité des ravines saisonnières. v) Un fluide différent de l’eau peut créer et faire évoluer des sinuosités de nos jours sur Mars. Les expériences réalisées au cours de cette thèse ont montré que : i) Les écoulements d’eau en surface et sub-surface d’un milieu granulaire, vont avoir un impact morphologique plus important à basse pression (~ 7mbar) qu’à pression terrestre (~ 1000 mbar), ii) Il existe des modes de transport des sédiments atypiques à basse pression: un processus de « lévitation » (impliquant des fluides gazeux) et de la saltation. Les morphologies qui en découlent, peu courantes sur Terre, sont susceptibles d’intervenir sur Mars, iii) Des mêmes constituants d’un écoulement peuvent créer des morphologies et des dynamiques réellement différentes. Trois paramètres semblent jouer un rôle important sur la morphologie d’un écoulement : l’épaisseur de sédiment mobilisable, les différences de températures entre la surface et l’écoulement ainsi que la quantité de matériel écoulé. L’analyse dans cette thèse d’un grand nombre d’activités saisonnières ainsi que l’approche pluridisciplinaire utilisée ont permis de mettre en évidence des écoulements actuels reliés avec des processus exotiques. La détermination plus précise des conditions de formation de ces phénomènes actuels ne pourra se faire que grâce à l’acquisition de nouvelles données sur tous ces sites et sur plusieurs saisons. De nouvelles expériences en laboratoire permettant en particulier de mieux comprendre les processus liés au CO₂ sont également nécessaires.Mars surface has been considered like a currently inactive planet for a long time. Nevertheless, numerous active phenomena have been observed during the last few years such as: gullies, dust devils, dark and bright flows. Most of them are also unexplained and their formation processes are unclear under present Mars conditions. The aim of this PhD is to study some gullies to try to understand their formation processes on Mars at the present time. For this, martian spacecraft data were analyzed and experimental studies were performed. Thanks to HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) images and HiRISE DTM (Digital Terrain Models), a morphological study was carried out. This study has been completed by a spectroscopic study of the surface thanks to CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) data. Experiments were also performed with a mix of liquid and sand to try to understand the pressure impact on martians flows. Morphological and spectroscopic studies on the southern hemisphere of Mars lead us to conclude that: i) Gullies are seasonal. They have different morphologies, sizes, timing of activities, orientations, and slopes. ii) Gullies are young. They appear and disappear on present-day. Some of them are active since 100 years. iii) CO₂ frost seems to be a good candidate for gullies creation but a participation of liquid water can’t be excluded in some cases. iv) Insolation variations and material accumulations in the upper part of the flow influence the gullies activity. v) Sinuosities can be created by another fluid than liquid water today on Mars. Experiments performed during this PhD demonstrate that: i) Water flow in granular surface and sub-surface triggers higher morphological impact under Martian pressure (~ 7mbar) and Earth pressure (~ 1000 mbar). ii) Exotic sediment transport can be observed at low pressure (~ 7mbar): “levitation” (with gas) and saltation. The morphology and dynamics are influenced by 3 main parameters: the sediment thickness, the temperature variations between the surface and the flow and the amount of flow material. Several seasonal phenomena were analyzed with different approaches. This allowed us to observe and interpret present-day flows and exotic processes. More data and new experiments at low pressure (in particular with CO₂) will help us to better constrain and better understand the formation conditions of current seasonal activities on the Mars surface