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Auteur: Alice Le Gall

Catégories de cratères

Crater_Exo1.png
Auteur: Alice Le Gall

exerciceCatégories de cratères

Question 1)

Quel point du cours la figure ci-contre illustre-t-elle ?


Création du régolithe lunaire

exerciceCréation du régolithe lunaire par cratérisation

Une météorite (sphérique) composée de roches denses ayant une densité 3000 * kg * m^(-3) et un rayon de 1 km frappe la Lune avec une vitesse de 12* kms^(-1).

Question 1)

Calculer l’énergie cinétique E_c de ce projectile ?

Question 2)

Quelle est l’amplitude équivalente M de cet impact sur l’échelle de Richter ? On utilisera la formule: M=0.67*log_10 *E_c-5.87. Qu’en serait-il si la météorite était composée de fer (donc de densité de 8000*kg*m^(-3))?

Question 3)

3) Quelle fraction de cette énergie est nécessaire à la vaporisation totale du projectile ? On considérera que l’énergie de vaporisation est égale à 18*10^6 *J*kg^(-1).

Question 4)

Quel est le diamètre du cratère transitoire crée par cet impact ? On supposera que la Lune a la même densité que la météorite et que le projectile arrive sur la surface lunaire avec un angle de 30°.

Question 5)

D’après votre analyse de l’exercice "Catégorie de cratères", s’agit-il d’un cratère simple ou complexe ?

Question 6)

Quel est le volume de matière déplacé sachant que la profondeur du cratère transitoire vaut le tiers de son diamètre ?

Question 7)

Sachant qu’un tiers du volume déplacé est éjecté et redéposé hors du cratère, combien d’impacts de ce type faudrait-il pour recouvrir d’éjectas toute la surface de la Lune sur une épaisseur moyenne de 5 m ?

Cet exercice s'inspire d'un exercice proposé dans "Planétologie" de C. Sotin, O. Grasset et G. Tobie, Edition Dunod, Paris, 2009.


Cratères secondaires

Auteur: Alice Le Gall

exerciceCratères secondaires

Une météorite de fer ayant une densité de 7 * gcm^(-3) et un diamètre de 300*m frappe la Lune avec un angle de 30° et une vitesse de 12*kms^(-1).

Question 1)

Estimer la taille du cratère formé par cet impact.

Question 2)

Des roches sont excavées du cratère avec une vitesse de 500*ms^(-1). A quelle distance du cratère principal se formeront les cratères secondaires ?

Question 3)

Reprendre les questions 1) et 2) pour un impact sur Mercure. Comparer avec le cas lunaire et conclure.


Epaisseur du régolithe lunaire

Exo3.png
Auteur: Alice Le Gall

exerciceEpaisseur du régolithe lunaire

Question 1)

Commentez cette figure extraite de Shkuratov & Bondarenko (Icarus 149, 329, 2001) donnant l’épaisseur h du régolithe de différentes régions de la face visible de la Lune en fonction de l’âge de la surface T. A votre avis, quel type d’observation a permis d’estimer h ?


Des dunes sur Triton?

Exo4.png

exerciceDes dunes sur Triton?

Triton, le plus grand satellite de Neptune, possède une atmosphère tenue, composée presque uniquement d’azote. Cette atmosphère a probablement comme origine des geysers dont les traces (en l’occurrence des traînées sombres orientées dans le sens du vent dominant résultant de l’éjection puis de la retombée à la surface de panaches de poussières de 2 à 8 km de haut, cf. figure) ont été observées sur la calotte polaire australe du satellite par la sonde Voyager 2. La densité de l’atmosphère de Triton à la pression de surface (∼5 Pa) est de 1.3*10^(-4)*kgm^(-3) et la viscosité de l’azote à la température de surface (∼38 K) est 2.2*10^(-6)*Pa*s. L'accélération de pesanteur à la surface de Triton est 0.78 m/s^2.

Supposons que des grains de glace d’eau soient présents à la surface de Triton.

Question 1)

Quelle taille ont les grains susceptibles d’être déplacé ?

Question 2)

Quelle vitesse doit avoir le vent à 1 m au dessus de la surface pour les déplacer?

Question 3)

Comparez cette vitesse à la vitesse du son dans l’atmosphère de Triton (environ 127 m/s) et concluez sur la probabilité qu’une future mission, dotée de l’instrumentation adéquate, trouve à la surface du satellite des dunes.

Question 4)

A votre avis, quels processus pourraient être à l’origine de la matière sédimentaire sur Triton ?

Cet exercice s'inspire d'un exercice de "Planetary Surface Processes" de H. Jay Melosh, Cambridge University Press, 2011.


Vitesse de sédimentation

Auteur: ALG

exerciceVitesse de sédimentation

Considérons un cours d’eau particulièrement calme s’écoulant à 1 m/s. Le fond de ce cours d’eau est à 1 m de la surface.

Question 1)

Combien de temps faut-il à un grain de sable de 2 µm de diamètre pour atteindre le fond du cours d’eau ?

Question 2)

Même question pour une particule fine d’argile de 0.2 µm de diamètre?

Question 3)

A votre avis, les particules d’argile fines participent-elles à la sédimentation au fond du cours d'eau ?


Volcanisme sur Io

Io.png
Auteur: ALG

exerciceVolcanisme sur Io

La sonde Voyager 1 a détecté 9 volcans actifs à la surface de Io. En supposant que chacun de ses volcans a un taux d’éruption de 50 km3/an, déterminer :

Question 1)

La vitesse moyenne de renouvellement de la surface sur Io en cm/an.

Question 2)

Le temps nécessaire au renouvellement total de la surface de Io sur une épaisseur d’1 km.


Réponses aux exercices

pages_planetologie-surface/exo1.html

Exercice 'Catégories de cratères'


pages_planetologie-surface/exo2.html

Exercice 'Création du régolithe lunaire par cratérisation'


pages_planetologie-surface/exo3.html

Exercice 'Cratères secondaires'


pages_planetologie-surface/exo4.html

Exercice 'Epaisseur du régolithe lunaire'


pages_planetologie-surface/exo5.html

Exercice 'Des dunes sur Triton?'


pages_planetologie-surface/exo32.html

Exercice 'Vitesse de sédimentation'


pages_planetologie-surface/exo6.html

Exercice 'Volcanisme sur Io'