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Magnétisme lunaire

Magnétisme lunaire. Jér ôme Gattacceca, Pierre Rochette, Cécile Cournède , Yoann Quesnel CEREGE, Aix-en-Provence. congrès PNP, Paris , 1/10/2014. Intérêt du magnétisme lunaire. Les champs magnétiques actuels peuvent être interprétés en terme d’activité géologique

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Presentation Transcript

  1. Magnétisme lunaire Jérôme Gattacceca, Pierre Rochette, Cécile Cournède, Yoann Quesnel CEREGE, Aix-en-Provence congrès PNP, Paris, 1/10/2014

  2. Intérêt du magnétisme lunaire • Les champs magnétiques actuels peuvent être interprétés en terme d’activité géologique • La connaissance des champs magnétiques anciens permet de contraindre notre compréhension de l’intérieur de la Lune et de son évolution au cours du temps • Les contraintes issues de l’observation de ces champs magnétiques doivent être pris en compte dans les modélisations de la dynamo lunaire et alimente ainsi la théorie de génération des dynamos

  3. Le magnétisme en pointe Luna 1(1959) Luna 1 (1959) et Explorer 35 (1967): champsindétectables, au moins 10 000 fois plus faiblesque le champ terrestre. Pas de champ global aujourd’hui. Lune trop petite pour avoir un champ de dynamo ?

  4. Donnéesmagnétiqueslunaires Magnétomètres de surface Apollo Magnétomètres des subsatellites Apollo Magnétomètre Lunar Prospector Réflectométried’électrons Echantillons Apollo météoriteslunaires Champ magnétique Aimantation Propriétés magnétiques

  5. La surprise du programme Apollo Les basalteslunairessontaimantés Basalte Apollo 11 (#10069)

  6. 200 km altitude La comparaison avec Mars (champ rémanent de surface jusqu’à plusieurs centaines de µT) est trompeuse Lillis et al. 2008 Icarus Champ crustal face visible face cachée Champs de surface faibles et localisés (2 to 300 nT) Pas de champ globlal Origine rémanente Pas de corrélation évidente avec la géologie Le contenu ferromagnétique de la plupart des roches lunaires est si faible qu’elles ne créent pas de signal magnétique mesurable à l’altitude des satellites même si elles sont aimantées Mécanisme d’aimantation ? Origine du paléochamp ?

  7. Origine du paléochamp Noyaumétallique et dynamo ? Champs générés par impact ?

  8. La lune a un noyau métalliqe (sismique, moment inertie, champ induit...) mais a-t-elle une dynamo ?

  9. Répartition des anomalies magnétiques Mitchell et al., 2008 +60 250 Orientale Latitude (°) 0 Serenitatis Crisium Imbrium 0 B (nT) -60 0 90 E 180 90 W 0 Longitude (°) Anomalies essentiellement antipodales aux bassins d’impact

  10. Lon Hood University Arizona Modèle d’aimantation antipodale Expansion d’un nuage de plasma compresse et amplifie le champ ambiant aux antipodes champ La convergence des ondes sismiques et la concentration des éjectats permet d’aimanter (par choc ou chauffe) mécanisme d’aimantation Est-ce bien raisonnable ? t=120 s t=0 s numericalmodeling PAS BESOIN DE DYNAMO t=2400s t=3600s after Hood and Huang, 1991 Artemieva et al. 2008

  11. Can the lunarcrustbemagnetized by shock: Experimentalgroundtruth Gattacceca et al. 2010 EPSL financé à 100% par le PNP Données préliminaires sur un basalte jusqu’à 0.05 GPa seulement [Nagata et al., 1972] Expériences sur les sols : lithification et aimantation par choc jusqu’à 20 GPa [Fuller et al., 1974] Pas de données sur l’acquisition d’aimantation par choc des roches lunaires

  12. Simulation expérimentale : chocs laser basaltes Apollo 14053, 15555, 15556, 70215 (cubes ~1 cm3) Pression 0.2 - 1 GPa, champ magnétique 100 - 400 µT non destructif: 50 tirs (24 sur 70215) Laser basalte

  13. 15556 avant le choc 70215 après choc à 2.5 GW/cm2

  14. Expériences hydrostatiques jusqu’à 2 GPa en cellule de pression non magnétique 2 basaltes Apollo 2 météorites (Highland rocks) Ø30 mm

  15. modèle d’acquisition d’aimantation en fonction du champ magnétique et de la pression

  16. Can the lunarcrustbemagnetizedby shock? Nos expériences imposent une condition sur les propriétés magnétiques intrinsèques des roches lunaires : aimantation rémanente à saturation Mrs > 2.5 10-2 Am2/kg Très peu de roches Apollo satisfont cette condition ... mais 40% des météorites lunaires le font : brèches d’impact et de régolite.

  17. Hood et Artemieva, 2008 2500 km Ø Can the lunarcrustbemagnetizedby shock? Ouisi les roches aux antipodes sont des brèchesd’impactou de régolite Mais attention, cela ne peutexpliquerquecertaines anomalies magnétiques et pas les aimantationsmesuréesdans les échantillons Apollo !

  18. Paléomagnétismelunaire Apollo era Lawrence et al. 2008 now core crystallization? impacts convection? precession limitethéoriquemodèles

  19. 100 échantillonsmesurés (35 kg) traitement des données en cours => AGU 2014

  20. projetMagLune financé par l’ANR 2015-2019 CEREGE + MIT (Gattacceca + Weiss) IPGP (Wieczorek) ISTerre (Cébron) champ magnétique modélisation dynamo paléomagnétisme

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