Dans le cadre de l’infrastructure de recherche Europlanet, nous avons étudié les effets de la teneur en poussière sur le transport des sédiments de surface par sublimation de la glace de dioxyde de carbone sur Mars (Conway et al., 2023). Nous avons donc effectué quatre semaines d’études en laboratoire en octobre et novembre 2022 à l’Open University Mars chamber facility (Fig. 1), Milton Keynes, UK. L’équipe était composée de Susan Conway (LPG Nantes), Anna Grau Galofre (LPG Nantes), Camila Cesar (Université de Berne) et Calvin Beck (M2C Caen).
Au cours de l’année martienne, les températures de surface en hiver descendent en dessous de la température de condensation du dioxyde de carbone et celui-ci gèle à la surface. Au printemps, il se sublime directement dans l’atmosphère et les observations révèlent que ce cycle de condensation-sublimation entraîne un transport de sédiments identifiable sur la surface martienne. Des expériences antérieures ont révélé que la condensation de la glace de CO2 dans l’espace interstitiel du régolithe et sa sublimation ultérieure peuvent entraîner un transport de sédiments vers le bas de la pente. Elles ont également montré que le sable éolien était moins sujet au mouvement sédimentaire déclenché par la sublimation que le simulant de régolithe martien, et il a été suggéré que la présence de poussière pouvait être responsable de cette différence. La poussière étant un composant important de l’atmosphère et de la surface martiennes, nous explorons dans ces expériences l’influence de la teneur en poussière sur les processus de transport des sédiments et sur la capacité de transport des sédiments.
Notre dispositif expérimental consiste en un porte-échantillon en cuivre refroidi à l’azote liquide (~30 cm x 20 cm) dans lequel le sédiment est formé en une pente de 30° (Fig. 2). Ce conteneur est placé à l’intérieur de la chambre martienne de l’Open University (longueur : 2 m, diamètre : 1 m). Tout d’abord, la chambre est mise sous vide et remplie de CO2 à deux reprises pour purger les gaz terrestres, y compris le H2O. Une fois cette opération terminée, le porte-échantillon est refroidi avec de l’azote liquide jusqu’à ce que la température de tous les sédiments atteigne la température de condensation du CO2. L’expérience commence alors et une lampe chauffante est utilisée pour forcer la sublimation du CO2. Les expériences sont surveillées par un ensemble de caméras pour la photogrammétrie, une caméra vidéo haute définition pour enregistrer les processus, des jauges de pression pour maintenir/surveiller la pression et des thermocouples pour surveiller la température des sédiments et de la surface. Dans cette série d’expériences, nous faisons varier la teneur en poussière d’une matrice de sable éolien de 0 à 20 % en poids en ajoutant la fraction d’argile du simulant MSC.
Conway, S., Beck, C., Herny, C., Cesar, C., Sizemore, H., Sylvest, M., and Patel, M. (2023) The effects of dust content on surface sediment transport by carbon dioxide ice sublimation on Mars, EGU General Assembly 2023, Vienna, Austria, 24–28 Apr 2023, EGU23-3373, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu23-3373, 2023.