Les terrains chaotiques, les chenaux de débâcle et la minéralo-

Les grandes régions chaotiques telles qu’Hydraotes Chaos et Iani Chaos se

situent dans la région du circum-Chryse Planitia, entre l’équateur et 25◦ N. Les

grands chenaux de débâcle ont pour point d’origine ces régions chaotiques. De plus, il existe des cratères fracturés qui sont assimilables à des terrains chao- tiques (e.g., Korteniemi et al. 2006, Sato et al. 2010). Il sont appelés par la suite FFCs (floor-fractured crater). Ces cratères présentent trois morphologies différentes : un fond entièrement chaotique qui caractérise les FFCs, une partie du fond seulement présentant des terrains chaotiques que sont les FFCs-partial et une dépression circulaire suivant le bord du cratère (les FFCs-dep). La figure 5.2 représente toute la planète avec la répartition des différents types de ces morphologies chaotiques et les grands chenaux de débâcle.

F IG U R E 5.2. Carte de la surf ace de Mars montrant la répartition des morphologies étudiées. Les images de bases sont les images THEMIS de jour av ec dessus la topographie obtenue par MOLA. Chaque cercle représente une morphologie étudiée et les chenaux de débâcle.

5.2. Structures et minéralogie liées à la convection d’argiles 153

L’âge des structures que nous étudions s’étale entre le Noachien et l’Hespé- rien. La plupart des cratères et dépressions présentant une morphologie de FFC sont situés dans les terrains du Noachien. Les terrains chaotiques et les chenaux de débâcle sont datés quant à eux entre l’Hespérien et le début de l’Amazonien. La plus ancienne vallée de débâcle, Mawrth Vallis, est datée entre la fin du Noachien et le début de l’Hespérien (Scott et Tanaka 1986). Les chenaux comme ceux localisés dans la région de Cerberus Fossae (Athabasca Vallis, Marte Vallis

et Grojta’ Vallis) et par exemple Mangala Valles (∼ 15◦S, 150◦W) ne sont pas

étudiés car leur âge est Amazonien et ont très probablement une origine purement volcanique (e.g., Tanaka 1986, Berman et Hartmann 2002, Chapman et Tanaka 1993, Craddock et Greeley 1994, Leask et al. 2007).

Sato et al. (2010) ont proposé un modèle de formation où tout les terrains chaotiques résultent de l’évolution d’une dépression circulaire à un terrain chao- tique. Ici, la distinction a été faite entre des dépressions et les FFCs. En effet, certains des terrains chaotiques ne se trouvent pas dans des cratères, mais dans des dépressions plus ou moins circulaires (FFD ou floor-fractured depression). Ces structures sont essentiellement observées dans les terrains situés à des lati-

tudes comprises entre 40◦N et 55◦S. Quelques-un présentant des analogies avec

ces structures sont situés également dans les terrains plus au nord. Plus de 60%

de toutes ces structures chaotiques sont localisées entre 25◦N-30◦S et 0◦W-65◦W.

La minéralogie et plus spécifiquement la relation entre terrains chaotiques et dépôts d’altérations, nous permet une première évaluation de notre hypothèse. Notre intérêt se porte plus particulièrement sur les phyllosilicates du fait de leur rhéologie spécifique (voir section suivante) et non pas sur les sulfates. En effet, en divers endroits, dont Mawrth Vallis et Valles Marineris, la stratigraphie montre bien que les sulfates se sont formés ou déposés après les phyllosilicates (Noe Do- brea et al. 2010, Le Deit et al. 2010b).

La figure 5.3 représente la région du circum-Chryse avec une liste non- exhaustive des zones où des phyllosilicates ont été détectés (Poulet et al. 2005). Il en ressort que la plupart des zones détectées par leur extension et leur nombre, se trouvent dans la région de Mawrth Vallis (e.g., Loizeau et al. 2007; 2010, Michalski et Noe Dobrea 2007, Bishop et al. 2008, Wray et al. 2008, Noe Dobrea et al. 2010). De nouvelles études montrent que Valles Marineris présente des phyllosilicates dans une région où les sulfates sont majoritaires. En effet, Le Deit et al. (2010b) ont découverts des phyllosilicates sur les plateaux et les bordures des cratères tout autour du canyon (Fig. 5.3). Egalement dans la région d’Aureum Chaos, des phyllosilicates sont associés aux restes de plateaux effondrés, datés du Noachien, mais pas à un affleurement d’unités stratifiées (Sowe et al. 2010a;b). Danc ce cas, comme l’atteste la relation stratigraphique présentée par Sowe et al. (2010a;b), le dépôt et/ou la formation des phyllosilicates précède la formation des terrains chaotiques. Au vu des différentes études, on voit qu’il n’est pas incohérent de penser que la formation des terrains chaotiques précéde celle des sulfates. En effet, la région d’Aram Chaos (localisation, Fig. 5.1), présente une

Circum - Chryse - 4920 m 4700 m

Valles Mar ineris

Hydraotes Chaos

FIGURE5.3. Carte de la région du circum-Chryse où sont reportées dessus toute les dé-

tections minéralogiques depuis 2005. Ne sont représentées que les détections de phyl- losilicates de Fe/Mg (rouge) et les phyllosilicates d’Al (vert).

5.2. Structures et minéralogie liées à la convection d’argiles 155

discordance entre l’unité contenant les sulfates et les terrains chaotiques, qui se trouvent en-dessous (Massé et al. 2008, Lichtenberg et al. 2010). Egalement, l’étude de Sowe et al. (2010a) montre que le faible pendage et l’aspect lithifié suggèrent que les sulfates postdatent la formation des terrains chaotiques. Ce- pendant, dans certaines régions comme celle d’Iani Chaos, les unités claires, contenant des sulfates, peuvent être synchrone ou précéder la formation des terrains chaotiques (Glotch et Rogers 2007).

En conclusion, au vu de ces données, nous pensons que la formation des phyl- losilicates précède généralement la formation des terrains chaotiques. Même si les dépôts de surface (poussière) empêchent une démonstration rigoureuse de cette hypothèse sur la globalité de la zone, il est très probable que les mesas observées dans les terrains chaotiques soient en partie constituées d’argiles et éventuelle- ment recouvertes par des sulfates. De plus, à l’Hespérien, les conditions d’érosion à la surface de Mars sont certainement devenues plus acides (Bibring et al. 2006), permettant ainsi la formation et/ou le dépôt des sulfates.