Analyses de roches volcaniques terrestres et martiennes par spectroscopie en émission thermique : Détermination de la minéralogie et classifications – Application à TES (MGS)

D’après Wyatt, Hamilton, Christensen et al. JGR 2001.

Objectifs : Discrimination des roches volcaniques à la surface de Mars

Méthodes : Spectroscopie en infrarouge thermique

Résultats et discussion

Application à la surface de Mars

Conclusion et discussion

Par Antoine LUCAS

Méthode (1) :Méthode (1) :

• Echantillonnage : série tholéiitique

Basalte à Dacite

• Analyse à la microsonde électronique

% en poids des Oxydes (ex : Al2O3)

• Spectroscopie sur les échantillons Infrarouge thermique (5 à 25 µm)

Echantillons d’étude :

Série subalcaline :

Basaltes : OIB, IAB, CFB, CTB

Andésites basaltiques

Andésites

Dacites

32 échantillons

Méthode (2) :

Microsonde électronique Spectroscopie IR-Th

Vs.

Spectromètre labo ASU : domaine :5-25 µmBandes : 2 cm-1

TES (MGS): domaine :7-50 µmBandes : 10 cm-1

Analyse de surface de la lame mince Vol. %

Méthode (3) :Méthode (3) : Déconvolution linéaire

= Expression mathématique du spectre

= Section efficace pour un pôle pure i donnée

= Référence Pôle pure (bibl. ASU)

= Erreur résiduelle entre le modèle et la mesure

m = Nombre de canaux

Résultats et discussion• Déconvolution linéaire du

spectre IR-Th : – Minéralogie en % modale

– Composition chimique

Comparaison avec les valeurs obtenues par microsonde électronique.

• Décalage spectre mesuré/modélisé à 1150 cm-1

Absorption du Quartz entre 1200 et 1000 cm-1

• Les plagioclases sont les plus nombreux (Oligoclase au labrador) Basalte (An; +Ca) => Dacite (Albite, +Na)

• Les pyroxènes sont bien corrélés. (Surabondance en Ca dans les Cpx et Mg dans les Opx) => Bibl. ASU (R. plutonique) – Echant. (R. Volcanique)

Résultats et discussion (2)Classification des roches :

• Discrimination spectrale

• Composition minéralogique

• Chimie de la roche totale

Résultats de classification :

• 88% des basaltes

• 85% des andésites

Application à la surface de MarsRéduire la résolution à 10 cm-1 (5%) 2 types de surface

Géologie de la surface de Mars ???

Conclusion et discussion

=>> Pourquoi, les SNC ne montrent pas les mêmes signatures spectrales ?

Shergottites : Nature lherzolithique – Ultramafique – Pi – Exsolution dans les Au =>> Cumulas (plutonique)

Nakklites : Cumulas – Plus Calcique (différenciation) Ol. à 12% =>> source enrichie (faible deg. Fusion)

Chassignites : Ol. (Hight Fe) = Dunite , Phase hydratée (Am. Bi.)

• Dégradation à 10 cm-1 n’affecte pas la discrimination

• L’approche Chimique, minéralogique est correcte

• 2 types surfaces sont distinguées sur Mars (B et And.)

=>> Limites :

• Erreurs cumulées « non négligeables »

• Uniquement roches ignées

• Résolution spatiale très faible (3 km/Px)