Régolithe - Regolith

Surface de l'astéroïde 433 Eros

Regolith ( / r ɛ ɡ . Ə ˌ l ɪ & thetav / ) est une couverture de non consolidée, en vrac, hétérogènes dépôts superficiels couvrant solide roche . Il comprend de la poussière , des roches brisées et d'autres matériaux connexes et est présent sur la Terre , la Lune , Mars , certains astéroïdes et d'autres planètes et lunes terrestres .

Étymologie

Le terme régolithe combine deux mots grecs : rhegos ( ῥῆγος ), « couverture » et lithos ( λίθος ), « rocher ». Le géologue américain George P. Merrill a défini le terme pour la première fois en 1897, en écrivant :

Par endroits, ce revêtement est constitué de matériaux provenant de l'altération des roches ou de la croissance végétale in situ . Dans d'autres cas, il s'agit de matière fragmentée et plus ou moins décomposée entraînée par le vent, l'eau ou la glace d'autres sources. Tout ce manteau de matière meuble, quelle que soit sa nature ou son origine, il est proposé de l'appeler le régolithe.

Terre

Graviers alluviaux en Alaska

Le régolithe terrestre comprend les subdivisions et composants suivants :

Le régolithe peut varier d'être essentiellement absent à des centaines de mètres d'épaisseur. Son âge peut varier d'instantané (pour une chute de cendres ou d'alluvions qui viennent de se déposer) à des centaines de millions d'années (le régolithe d' âge précambrien se produit dans certaines parties de l'Australie).

Le régolithe sur Terre provient de l' altération et des processus biologiques . La partie supérieure du régolithe, qui contient généralement une quantité importante de matière organique, est plus conventionnellement appelée sol. La présence de régolithe est l'un des facteurs importants pour la plupart de la vie , car peu de plantes peuvent pousser sur ou dans la roche solide et les animaux seraient incapables de creuser ou de construire un abri sans matériau meuble.

Le régolithe est également important pour les ingénieurs qui construisent des bâtiments, des routes et d'autres travaux de génie civil. Les propriétés mécaniques du régolithe varient considérablement et doivent être documentées si la construction doit résister aux rigueurs de l'utilisation.

Le régolithe peut abriter de nombreux gisements minéraux, par exemple des sables minéraux, de l' uranium calcaire et des gisements de nickel latéritique , entre autres. Ailleurs, la compréhension des propriétés du régolithe, en particulier la composition géochimique, est essentielle à l'exploration géochimique et géophysique des gisements minéraux situés en dessous. Le régolithe est également une source importante de matériaux de construction, notamment du sable, du gravier, de la pierre concassée , de la chaux et du gypse .

Le régolithe est la zone à travers laquelle les aquifères sont rechargés et à travers laquelle se produit la décharge de l'aquifère. De nombreux aquifères, tels que les aquifères alluviaux, se trouvent entièrement dans le régolithe. La composition du régolithe peut également fortement influencer la composition de l'eau par la présence de sels et de matières génératrices d'acide.

Lune

Article principal: régolithe lunaire
Cette célèbre image de l' empreinte de Buzz Aldrin prise lors d' Apollo 11 montre la texture fine et poudreuse de la surface lunaire.

Le régolithe couvre presque toute la surface lunaire , le substrat rocheux ne dépassant que sur les parois du cratère aux parois très escarpées et le canal de lave occasionnel . Ce régolithe s'est formé au cours des 4,6 milliards d'années à partir de l'impact de grands et petits météorites , du bombardement constant de micrométéoroïdes et de particules chargées solaires et galactiques détruisant les roches de surface. La production de régolithes par érosion rocheuse peut entraîner une accumulation de filets autour des roches lunaires.

L'impact des micrométéoroïdes, se déplaçant parfois à plus de 96 000 km/h (60 000 mph), génère suffisamment de chaleur pour faire fondre ou vaporiser partiellement les particules de poussière. Cette fusion et cette recongélation soudent les particules ensemble en agglutinats vitreux aux bords déchiquetés , rappelant les tectites trouvées sur Terre .

Le régolithe a généralement une épaisseur de 4 à 5 m dans les zones marines et de 10 à 15 m dans les régions montagneuses plus anciennes . Au-dessous de ce véritable régolithe se trouve une région de substratum rocheux en blocs et fracturé créé par des impacts plus importants, qui est souvent appelée « mégarégolithe ».

La densité de régolithe sur le site d'atterrissage d' Apollo 15 ( 26,1322°N 3,6339°E ) est en moyenne d'environ 1,35 g/cm 3 pour les 30 premiers cm, et elle est d'environ 1,85 g/cm 3 à une profondeur de 60 cm. 26°07′56″N 3°38′02″E /  / 26.1322; 3.6339

Concentration relative de divers éléments sur la surface lunaire

Le terme sol lunaire est souvent utilisé de manière interchangeable avec « régolithe lunaire », mais fait généralement référence à la fraction la plus fine du régolithe, celle qui est composée de grains d'un centimètre de diamètre ou moins. Certains ont soutenu que le terme « sol » n'est pas correct en référence à la Lune parce que le sol est défini comme ayant un contenu organique , alors que la Lune n'en a pas. Cependant, l'usage standard parmi les scientifiques lunaires est d'ignorer cette distinction. La "poussière lunaire" connote généralement des matériaux encore plus fins que le sol lunaire, la fraction ayant un diamètre inférieur à 30 micromètres. La composition chimique moyenne du régolithe pourrait être estimée à partir de la concentration relative des éléments dans le sol lunaire.

Les propriétés physiques et optiques du régolithe lunaire sont altérées par un processus connu sous le nom d' altération spatiale , qui assombrit le régolithe au fil du temps, provoquant la décoloration et la disparition des rayons du cratère .

Au cours des premières phases du programme d'alunissage d' Apollo Moon, Thomas Gold de l'Université Cornell et une partie du comité consultatif scientifique du président ont fait part de leurs inquiétudes quant au fait que l'épaisse couche de poussière au sommet du régolithe ne supporterait pas le poids du module lunaire et que le module pourrait couler sous la surface. Cependant, Joseph Veverka (également de Cornell) a souligné que Gold avait mal calculé la profondeur de la poussière sus-jacente, qui n'avait que quelques centimètres d'épaisseur. En effet, le régolithe s'est avéré assez ferme par le vaisseau spatial robotique Surveyor qui a précédé Apollo, et pendant les atterrissages d'Apollo, les astronautes ont souvent trouvé nécessaire d'utiliser un marteau pour y enfoncer un outil d' échantillonnage de carottes .

Mars

Article principal: sol martien

Mars est recouverte de vastes étendues de sable et de poussière, et sa surface est jonchée de roches et de rochers. La poussière est parfois ramassée dans de vastes tempêtes de poussière à l' échelle de la planète . La poussière de Mars est très fine et reste suffisamment en suspension dans l'atmosphère pour donner au ciel une teinte rougeâtre.

On pense que le sable ne se déplace que lentement dans les vents martiens en raison de la très faible densité de l'atmosphère à l'époque actuelle. Dans le passé, l'eau liquide s'écoulant dans les ravins et les vallées fluviales peut avoir façonné le régolithe martien. Les chercheurs de Mars étudient si l'érosion des eaux souterraines façonne le régolithe martien à l'époque actuelle et si des hydrates de dioxyde de carbone existent sur Mars et jouent un rôle. On pense que de grandes quantités d'eau et de glace de dioxyde de carbone restent gelées dans le régolithe dans les parties équatoriales de Mars et à sa surface à des latitudes plus élevées.

  • Sable et rochers martiens photographiés par le Mars Exploration Rover Spirit de la NASA

  • Régolithe sous le Phoenix Mars Lander de la NASA , où les propulseurs de descente ont apparemment éliminé plusieurs plaques de poussière pour exposer la glace sous-jacente.

  • La surface de Deimos , une lune de Mars , est recouverte d'une couche de régolithe estimée à 50 m (160 pi) d'épaisseur. L' image de l'orbiteur Viking 2 est d'une hauteur de 30 km (19 mi).

Astéroïdes

Prise à seulement 250 m au-dessus de la surface d'Eros alors que le vaisseau spatial NEAR Shoemaker atterrissait, cette image montre une zone de seulement 12 m de diamètre.

Les astéroïdes ont des régolithes développés par impact météoroïde. Les images finales prises par le vaisseau spatial NEAR Shoemaker de la surface d' Eros sont les meilleures images du régolithe d'un astéroïde. La récente mission japonaise Hayabusa a également renvoyé des images claires du régolithe sur un astéroïde si petit qu'on pensait que la gravité était trop faible pour développer et maintenir un régolithe. L'astéroïde 21 Lutetia a une couche de régolithe près de son pôle nord, qui s'écoule dans des glissements de terrain associés à des variations d'albédo.

Titan

Saturn plus grand de lune Titan est connu pour avoir de vastes domaines de dunes, bien que l'origine de la matière formant les dunes ne sait pas - il pourrait être de petits fragments de glace à l'eau érodée par le méthane circulant, ou éventuellement de la matière organique particulaire formé en Titan de l'atmosphère et pleuvait à la surface. Les scientifiques commencent à appeler ce matériau glacé lâche régolithe en raison de la similitude mécanique avec le régolithe sur d'autres corps, bien que traditionnellement (et étymologiquement ), le terme n'ait été appliqué que lorsque la couche lâche était composée de grains minéraux comme le quartz ou le plagioclase ou de fragments de roche qui étaient à leur tour composés de ces minéraux. Les couvertures lâches de grains de glace n'étaient pas considérées comme du régolithe car lorsqu'elles apparaissent sur Terre sous forme de neige, elles se comportent différemment du régolithe, les grains fondant et fusionnant avec seulement de petits changements de pression ou de température. Cependant, Titan est si froid que la glace se comporte comme de la roche. Il existe donc un régolithe glaciaire complet avec érosion et processus éoliens et/ou sédimentaires .

La sonde Huygens a utilisé un pénétromètre à l'atterrissage pour caractériser les propriétés mécaniques du régolithe local. La surface elle-même était considérée comme un "matériau semblable à de l' argile qui pourrait avoir une croûte mince suivie d'une région de consistance relativement uniforme". Une analyse ultérieure des données suggère que les lectures de consistance de surface ont probablement été causées par le déplacement d'un gros caillou par Huygens lors de son atterrissage, et que la surface est mieux décrite comme un « sable » fait de grains de glace. Les images prises après l'atterrissage de la sonde montrent une plaine plate couverte de galets. Les cailloux, qui peuvent être faits de glace d'eau, sont quelque peu arrondis, ce qui peut indiquer l'action de fluides sur eux.

  • Des galets à la surface de Titan , photographiés d'une hauteur d'environ 85 cm par la sonde Huygens

  • Dunes sur la surface de Titan dans une image radar prise par le vaisseau spatial Cassini d'une région d'environ 160 par 325 kilomètres (99 par 202 miles)

Voir également

Les références

Liens externes