Région volcanique : Syrtis Major

La province volcanique de Syrtis Major est une région peu poussièreuse et de très faible albédo. Notre région d’étude est centrée sur la caldéra « Nili Patera » une dépression d’environ 1.8 km où ont été observés des affleurements rocheux et une variété de roches magmatiques (Christensen et al.,2005;Poulet et al.,2007;Edwards et al.,2009). La figure

3.29montre deux cartes d’inertie thermique construites à partir de 16 (respectivement 6) observations OMEGA, d’une résolution de 20 ppd (respectivement 32 ppd). Il y a peu de différences entre les observations, quelque soient leurs heures locales et saisons. L’inertie thermique moyenne de l’unité qui s’étend depuis la caldera vers le Sud-Est est en bon accord avec la valeur issue des données TES (310 ± 80 J.K⁻¹.m−2.s−1/2 contre 275 ± 20 J.K−1.m−2.s−1/2,Putzig and Mellon,2007a), ce qui correspond à des tailles de particules entre 500 et 800 µm, indiquant un sable grossier probablement partiellement cémenté. Au premier ordre, nos résultats et l’inertie thermique TES sont également en accord pour les terrains de plus faible inertie thermique entourant la caldéra : 240 ± 60 J.K⁻¹.m−2.s−1/2

pour OMEGA et 200 ± 20 J.K⁻¹.m−2.s−1/2pour TES, correspondant à des particules plus fines avec des diamètres entre 160 et 300 µm.

On s’intéresse maintenant plus en détail à la caldéra elle-même. La figure3.30 repro-duit une carte d’inertie thermique de la caldéra calculée à partir des données THEMIS et superposée à une image THEMIS haute résolution de 18 m par pixel (Fergason et al.,

2006) qui illustre bien les contextes géomorphologiques et thermo-physiques notées A, B, C et D sur la figure.Fergason et al.(2006) suggère que la caldéra est entièrement cou-verte par de la roche brute et qu’un matériau plus lâche recouvre cette couche rocheuse par endroits. L’unité B est traitée à part, en raison de la nature possiblement dacitique du matériau qui la recouvre (Christensen et al., 2005) de même que l’unité D dont les images montrent qu’elle est recouverte de dunes de sable. L’inertie thermique varierait de ~300 J.K⁻¹.m−2.s−1/2 (unité C) à 1200 J.K⁻¹.m−2.s−1/2 à certains endroits de la partie Est de l’unité A selon l’épaisseur de la couche de matériau lâche au dessus de la couche rocheuse. Les épaisseurs impliquées selonFergason et al.(2006) iraient de zéro (pour les endroits d’inertie thermique très élevée) à plusieurs centimètres pour l’unité C.

Cette stratification du sous-sol et les épaisseurs impliquées devraient produire, en fonction de l’heure locale, une signature caractéristique dans les valeurs d’inertie ther-mique apparente d’OMEGA. La partie droite de la figure 3.30 montre les variations diurnes d’inertie thermique apparente pour les quatres unités avec OMEGA. Aucune

va-FIGURE3.29 – Inertie thermique moyenne dérivée des données OMEGA à une résolution de (a) 20 pixels par degrés (entre 65°E et 70°E de longitude et 6°N et 11°N de latitude) et (b) 32 pixels par degrés, centré sur la caldéra (Nili Patera). La valeur maximale d’iner-tie thermique est 605 J.K⁻¹.m−2.s−1/2 et la valeur minimale est 155 J.K⁻¹.m−2.s−1/2. L’inertie thermique OMEGA est superposée à la mosaique de température THEMIS de jour (Edwards et al., 2011) pour mettre en évidence les caractéristiques texturales de la région.

riation n’est visible pour les unités B et C et le fait que les inerties thermique apparentes restent au même niveau le matin est un argument fort contre une influence d’hétérogénéi-tés sur le comportement thermique de ces unid’hétérogénéi-tés ce qui indique que la couche supérieure est d’épaisseur suffisante (quelque profondeur de peau, soit > 15 cm pour une inertie de 350 J.K⁻¹.m−2.s−1/2) pour masquer thermiquement tout matériau sous-jacent. La figure

3.31montre une image haute résolution de Nili Patera, où l’unité B est bien visible par contraste avec l’unité C. Ceci indique que le matériau qui est exposé à l’unité B est pro-bablement de composition différente que celui de l’unité C malgré des valeurs d’inertie thermique très proches. Cependant, la partie Ouest de l’unité A (A’ sur la figure 3.31) et l’unité C montrent de grande similarités morphologiques sur la figure 3.31. La va-leur d’inertie thermique moyenne de l’unité C, 350 J.K⁻¹.m−2.s−1/2, est alors considérée comme représentative de la couche supérieure, d’épaisseur au moins 15 cm pour cette unité et potentiellement moins pour l’unité A. En effet, on observe une forte variation diurne de l’inertie thermique apparente pour la partie Ouest de l’unité A, montrée sur la figure3.30. Cette variation est proche de celle que produirait une couche d’épaisseur 3.5 cm d’inertie thermique 350 J.K⁻¹.m−2.s−1/2 au dessus d’un substrat rocheux (ou 1.5 cm si l’on considère I = 250 J.K⁻¹.m−2.s−1/2 pour la couche supérieure). La partie Est de l’unité A est morphologiquement distincte de la partie Est, avec un matériau plus sombre et d’apparence plus découpée. Cette partie de l’unité A affiche les valeurs d’inertie

ther-FIGURE3.30 – A gauche, la carte d’inertie thermique a été construite à partir des données THEMIS à une résolution de 100 m par pixel et est issue de Fergason et al. (2006). 4 points de couleur indiquent les pixels pour lesquels les variations d’inertie thermique apparente à partir des données OMEGA sont montrées à droite. Les droites en pointillé pour les graphiques des unités A, B et C indiquent le niveau d’inertie thermique 350 J.K−1.m−2.s−1/2, représentatif de la couche supérieure. Les droites en tiret pour les unités A et D indiquent des simulations d’hétérogénéités : pour l’unité A, 3.5 cm d’un matériau à 350 J.K⁻¹.m−2.s−1/2 sur un matériau rocheux à 1200 J.K⁻¹.m−2.s−1/2 et pour l’unité D, un mélange horizontal de 60 % de sable (I=250 J.K⁻¹.m−2.s−1/2) à pente locale nulle et 40 % de sable orienté vers l’Est.

miques les plus élevée : 1180 J.K⁻¹.m−2.s−1/2 avec THEMIS, 600 J.K⁻¹.m−2.s−1/2avec OMEGA, correspondant à une épaisseur de matériau lâche encore plus faible, voire nulle. La différence entre les valeurs maximales de THEMIS et de OMEGA peut venir des dif-férentes résolutions spatiales : le substrat rocheux pourrait affleurer à l’échelle 100 m (résolution de THEMIS) mais ne couvrir qu’une portion du pixel de 1.8 km d’OMEGA (carte 32 ppd). La structure stratigraphique basée sur notre modèle vertical et sur les tex-ture est schématisée sur la figure3.31.

Enfin, l’unité D est d’inertie beaucoup plus faible (on note la différence d’échelle d’axe des ordonnées sur la figure3.30) et l’imagerie haute résolution (figure3.31) montre des dunes éoliennes orientées dans la direction Nord Est - Sud Ouest et probablement composée de sable grossier à moyen (200 - 350 µm de diamètre). Elles présentent une im-portante augmentation diurne de l’inertie thermique apparente, bien reproduite au premier ordre par une simulation de mélange horizontal d’un même matériau (250 J.K⁻¹.m−2.s−1/2) : 60 % de terrains plats et 40 % de terrains penchés à 20° vers l’Est. Avec les paramètres inverses (terrains penchés vers l’Ouest), la meilleure abondance de terrains penchés qui reproduit les mesures est nulle et le résidu quadratique est très important. Ce modèle

FIGURE3.31 – Portion d’une image CTX (B21_017762_1891_XN_09N292W) de la cal-déra de Nili Patera. Les unités géologiques A, B, C et D discutées dans le texte sont indiquées. La structure stratigraphique basée sur notre modèle et sur les variations de texture est schématisée à droite.

d’hétérogénéité est assez simple et n’implique en conséquence pas que 40% de dunes penchées à 20° vers l’Est sont présentes en réalité, mais au premier ordre, l’orientation locale préférentielle vers l’Est reproduit bien la variation d’inertie thermique observée en plus d’être en accord avec l’imagerie haute résolution qui indique une direction des dunes cohérente à l’échelle pluri-kilométrique.