Reconstitution paléoenvironnementale de mars à la transition noachien-hespérien (3,8-3,6 ga) à partir de l'évolution stratigraphique des motifs hexagonaux du cratère gale // paleoenvironmental reconstruction of mars across the noachian-hesperian transitio

Topic description

Cette thèse de doctorat a pour objectif une reconstitution paléo-environnementale martienne via la détermination des mécanismes de formation des motifs hexagonaux centimétriques découverts par le rover Curiosity dans le cratère Gale, sur Mars. Ces structures géomorphologiques, observées dans la stratigraphie de la transition Noachien-Hespérien (3,8-3,6 Ga), présentent une organisation en réseaux hexagonaux avec des jonctions triples à °. La première hypothèse est celle de paléosols columnaires formés par des cycles répétés d'imbibition et de dessiccation de sédiments argileux, témoignant d'une cyclicité hydroclimatique régulière. D'autres processus, tels que la contraction thermique ou la convection saline en surface ou la compaction et l'expulsion de l'eau interstitielle dans les sédiments post-enfouissement, doivent être rigoureusement évalués. La méthodologie repose sur une approche intégrative combinant quatre axes complémentaires : une caractérisation morphométrique multi-échelles des polygones martiens utilisant la photogrammétrie 3D et des analyses statistiques multivariées des données in situ du rover Curiosity ; une contextualisation stratigraphique, sédimentologique et géochimique détaillée ; l'identification et l'analyse d'analogues terrestres actuels (déserts évaporitiques, lagunes) et fossiles (paléosols permiens du bassin de Lodève) ; et des expérimentations en laboratoire pour tester les scénarios de formation en conditions contrôlées. Cette recherche contribuera à la compréhension de la transition climatique Noachien-Hespérien et de ses implications pour l'habitabilité potentielle de Mars ; les cycles d'imbibition-dessiccation étant considérés comme favorables à l'évolution chimique prébiotique. Le développement d'une méthodologie intégrée d'analyse morphométrique des formes polygonales combinant photogrammétrie, analyses spatiales multi-échelles et apprentissage machine constituera un apport méthodologique transférable à l'étude d'autres sites martiens. Le ou la doctorant.e sera intégré.e à l'équipe internationale Mars Science Laboratory (MSL) et participera aux opérations du rover Curiosity, notamment pour l'instrument ChemCam, permettant d'optimiser la collecte de nouvelles données sur ces motifs dans les parties supérieures encore inexplorées de la stratigraphie. Cette thèse s'inscrit in fine dans une perspective d'astrobiologie pour la recherche de traces de vie anciennes ou de reconstitution du contexte d'émergence de la vie sur Mars.
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This PhD aims to reconstruct the Martian paleo-environment through the determination of formation mechanisms of centimeter-scale hexagonal patterns discovered by the Curiosity rover in Gale Crater, Mars. These geomorphological structures, observed in the stratigraphy of the Noachian-Hesperian transition (3.8-3.6 Ga), exhibit hexagonal network organization with ° triple junctions. The first hypothesis is that of columnar paleosols formed by repeated cycles of wetting and desiccation of clay sediments, indicating regular hydroclimatic cyclicity. Other processes, such as thermal contraction, surface saline convection, or compaction and expulsion of interstitial water in post-burial sediments, must be rigorously evaluated. The methodology is based on an integrative approach combining four complementary axes: multi-scale morphometric characterization of Martian polygons using 3D photogrammetry and multivariate statistical analyses of in situ data from the Curiosity rover; detailed stratigraphic, sedimentological, and geochemical contextualization; identification and analysis of modern terrestrial analogs (evaporitic deserts, lagoons) and fossil analogs (Permian paleosols of the Lodève basin); and laboratory experiments to test formation scenarios under controlled conditions. This research will contribute to understanding the Noachian-Hesperian climatic transition and its implications for the potential habitability of Mars; as wetting-desiccation cycles are considered favourable to prebiotic chemical evolution. The development of an integrated methodology for morphometric analysis of polygonal forms combining photogrammetry, multi-scale spatial analyses, and machine learning will constitute a methodological contribution transferable to the study of other Martian sites. The doctoral candidate will be integrated into the international Mars Science Laboratory (MSL) team and will participate in Curiosity Rover operations, particularly for the ChemCam instrument, enabling optimization of the collection of new data on these patterns in the still-unexplored upper portions of the stratigraphy. This thesis ultimately fits within an astrobiology perspective for the search for traces of ancient life or reconstruction of the context of life's emergence on Mars.
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Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

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