OSUG - Observatoire TERRE - UNIVERS - ENVIRONNEMENT

Intervenant : Pierre BECK, maître de conférence

Objectifs :
Ce module a pour objectifs de donner un panorama des corps solides du Système Solaire, de faire le point des connaissances actuelles et les grandes questions qui stimulent la communauté de la planétologie.

Nous essaierons de comprendre quels sont les grands traits géologiques des planètes telluriques, et de retracer leur formation et leur évolution. Une attention particulière sera portée à Mars une planète pour laquelle de nombreuses mission spatiales ont permis récemment de dévoiler certains aspects de son histoire, et qui suggère la présence passée d’eau liquide. Nous comprendrons aussi ses évolutions climatiques actuelles, les calottes polaires et les cycles de l’eau et du CO2.

De nombreux enseignements sont tirés sur les premiers instants du Système Solaire grâce aux météorites, qui échantillonnent des petits corps rocheux, les astéroïdes. Nous caractériserons la chimie fine des météorites de type chondrite pour mieux comprendre les processus d’accrétion et la chronologie de la formation du Système Solaire. Nous ferons le lien avec les astéroïdes, leur mécanisme de formation et leur possible différentiation.

Nous développerons aussi un aspect historique sur les premières observations des objets du Système Solaire, et décriront les méthodes d’étude employées aujourd’hui en astrophysique et en géologie planétaire.

Thèmes abordés :

 ASPECTS GENERAUX

• Historique :
  • Le soleil et les planètes de l’antiquité à la période moderne
  • La révolution Copernicienne
  • L’évolution des idées sur l’origine et l’évolution de la Terre (et de la Vie…)
  • Le système solaire à la lumière des connaissances changeantes sur l’Univers
  • Aujourd’hui… les enjeux de la planétologie moderne.

• Panorama général du système solaire :
  • Portrait des principaux acteurs : Soleil, planètes, satellites, petits corps…
  • Principales caractéristiques orbitales
  • Principales caractéristiques physiques
  • Problématiques dégagées de l’observation : origine, formation, évolution…

• Observables et mesure en planétologie :
  • Les grandes gammes du spectre électromagnétique
  • L’observation au sol
  • Les grands télescopes
  • Limitations et intérêts de l’observation au sol
  • L’analyse en laboratoire des cosmomatériaux :
  • Les cosmomatériaux accessibles : Lune, météorites et poussière interplanétaire
  • Les différents types d’informations et leurs méthodes d’analyse
  • L’exploration spatiale :
  • Les grandes missions spatiales
  • Les différents types d’instruments embarqués
  • Télédétection optique, infrarouge, radio
  • L’analyse in-situ : une nouvelle génération d’instruments

 LES ORIGINES

• Origine et formation du système solaire :
  • Les constituants de la matière solide (minéraux, glaces, matériaux carbonés)
  • Le milieu présolaire
  • La nébuleuse protosolaire : séquence de condensation, accrétion, formation des petits corps et des planètes, bombardement météoritique
  • Planètes telluriques et planètes géantes. Notions d’atmosphère primaire et secondaire.

• Les petits corps : astéroïdes, KBOs, météorites et comètes :
  • Les astéroïdes : observation et classification.
  • Les comètes : caractéristiques orbitales, origine, composition, …
  • Les météorites : systèmes de classification. Processus de différentiation. Minéralogie et pétrographie. La matière organique dans les météorites.
  • Petits corps et matière primitive. Notion de primitivité (temporelle, chimique, …). La datation des chondrites. Les reliques interstellaires.

• Les planètes gazeuses et les satellites de glaces peu évolués :
  • Composition et structure interne des planètes géantes.
  • Origine et formation.
  • Contraintes sur les scénarios de formation du système solaire.

 LES OBJETS EVOLUES

• Les satellites de glace évolués : originalité de l’évolution planétaire
  • Les satellites de glaces et les anneaux planétaires.
  • Le système Jovien.
  • Panorama de Io, Europe, ganymède et Callisto à la lumière de GALILEO.
  • Les satellites du système de Saturne (de Voyager à CASSINI).
  • Triton et Pluton.

• Les planètes telluriques : planétologie comparée :
  • Différenciation. Composition chimique des planètes.
  • Le bombardement météoritique.
  • Structure interne. Activité géologique.
  • Les atmosphères. Notion d’atmosphère secondaire. Composition et structure thermique. Effet de serre.
  • Le problème de l’apport des volatils.
  • La caractérisation des surfaces planétaires.

• L’origine de la vie :
  • La matière organique dans le système solaire et dans l’univers. Biotique, prébiotique, abiotique ?
  • Panorama du biotope terrestre. Les bactéries, la généalogie du vivant par la génétique.
  • Les différents scénarios de l’origine de la vie sur Terre.
  • La vie ailleurs ?

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