1. Projet scientifique

L’objectif de cet axe de recherche est d’étudier, à partir d’observations géophysiques et astronomiques, la structure interne des planètes telluriques et petits corps du système solaire afin d’en obtenir des contraintes sur leur formation et évolutions.
Ces études serviront à examiner comment ces objets ont été assemblés il y a 4,5 milliards d'années. Nous chercherons en particulier à déterminer quelles caractéristiques physiques des planètes sont la conséquence de leur mode d’accrétion spécifique, et quelles sont celles qui relèvent de leur évolution à l’échelle des milliards d’années. Nos recherches pourront servir également pour extrapoler des hypothèses sur la structure des planètes extra solaires, notamment sur des caractéristiques liées au concept de habitabilité.

Cet axe s’appuie sur les expertises partagées au sein des laboratoires Lagrange et Géoazur en termes de:

• formation planétaire ;
• modélisation de la dynamique orbitale du système solaire (planètes et petits corps);
• observations astronomiques, leur analyse et interprétation;
• géophysique planétaire (étude des déformations planétaires, structure interne;
• équations d’état à haute pression et température ;
• modélisation des mouvements de convection mantellique globaux et à long-terme;
• géologie structurale et interprétation tectonique pour les planètes;
• caractérisation géologique, thermique, physique et géochimique des petits corps.
• Métamorphisme ;
• Equations d’état et de transport à haute pression et temperature, évolution de la structure interne evolution et couplage atmosphère/structure interne.

Des thématiques de collaborations sont proposées telles que :

• répartition de la masse dans le système solaire actuel comme marqueur de l’évolution des populations des astéroïdes de la ceinture principale et des objets plus lointains;
• étude de l’évolution thermique et métamorphique des petits corps en comparaison avec la Terre ;
• étude de la Terre dans sa globalité, comme planète habitable ;
• caractérisation des propriétés géophysiques cruciales pour l’habitabilité;
• stabilité des hétérogénéités du manteau terrestre comme marqueur d’impacts anciens ;
• dynamique ancienne de la Terre avant le début de la tectonique de plaques
• contribution de l’impact du South Aikin Bassin sur l’évolution de la Lune et l’initialisation du global mantle overturn ;
• Mars : Captage su CO2 dans le manteau ;
• Venus : toy-model du couplage sismicité et atmosphère ?
• Venus : quelles propriétés fondamentales ont fait diverger l’évolution de cette planète par rapport à la Terre ?
• couplage dynamique de formation – structure géophysique résultante.
• Evolution des atmosphères sur le long terme soumis au couplage évolution structure interne et atmosphère.

2. Fonctionnement

Cet axe propose des séminaires mensuels (1^er mardi du mois) autour des thématiques citées ci-dessus. Il encadre des étudiants de différents niveaux et invite des experts dans les domaines de l’axe pour des séjours de quelques semaines. Il élabore des propositions de recherche communes à soumettre aux instances (BQR OCA, ANR, ERC Synergie). L’idée est d’aller vers une plus grande intégration et synergie entre les thématiques liées à la planétologie dans les deux laboratoires et vers la définition d’une politique commune de recrutement.

Les responsables de l'axe sont Agnes FIenga (Géoazur) et Alessandro Morbidelli (Lagrange). Il est doté de 10k€ de soutien OCA attribuable sur projets pour soutenir des stages, workshop, professeur invités. Les demandes de financements sont adressés aux responsables et seront évaluées par le bureau de l'axe constitué de M. Delbo (Lagrange), G. Duclaux (Géoazur), A. Fienga (Géoazur), C. Ganino (Géoazur), A. Morbidelli (Lagrange) and K. Sigloh (Géoazur).

3. Participants (permanents)

Pour Lagrange/TOP : Marco Delbo, Alessandro Morbidelli, Guy Libourel, Stéphane Mazevet.

Pour Géoazur : Karin Sigloch, Clément Ganino, Anthony Mémin, Christophe Matonti, Agnès Fienga.

4. Contacts

Agnès Fienga, astronome à l'Observatoire de la Côte d'Azur, laboratoire Géoazur (CNRS-Université Côte d'Azur-OCA-IRD) -

Alessandro Morbidelli, directeur de recherche CNRS, laboratoire Lagrange (CNRS-Université Côte d'Azur-OCA) -

5. Séminaires

Retrouvez toutes les vidéos des séminaires de l'axe « planètes terrestres » sur le cloud de l'OCA.

Liste de diffusion pour les chercheurs de l'OCA intéressés

Pour pouvoir vous inscrire à la liste de diffusion du  groupe Planètes terrestres, vous devez être connecté (bouton bleu en haut à droite).

«Center for Planetary Origin» (C4PO) est un consortium de recherche dédié à la compréhension de l'origine des systèmes planétaires. Il fédére quatre disciplines bien présentes dans la région niçoise :

• Planétologie
• Instrumentation Haute résolution / Haut contraste
• Géosciences
• Science des matériaux

Sa recherche, issue de la synergie entre ces disciplines, couvre des observations à plusieurs échelles (du laboratoire à l'espace profond) et la modélisation théorique et expérimentale (couvrant toutes les étapes évolutives de la genèse à l'époque actuelle). Ce consortium a été sélectionné comme un «projet structurant» dans le cadre de l'initiative d'excellence UCA-JEDI.

En outre, C4PO offre un programme de formation au niveau doctoral et post-doctoral, avec des bourses de thèse et de post-doc, organisant des écoles et des ateliers dans la région de Nice. Des échanges avec des laboratoires partenaires à l'étranger sont organisés.

C4PO est un effort conjoint d'une centaine de scientifiques dans plusieurs laboratoires de recherche : UMR Lagrange et UMR Geoazur à l'Observatoire de la Côte d'Azur, Cemef et Persée à Mines ParisTech, ICN et LPMC à l'Université Côte d'Azur et à l'INRIA Sophia Antipolis - Méditerranée.

RESIF est un équipement national d’excellence pour l’observation et la compréhension de la Terre interne. C’est un instrument ambitieux permettant à des disciplines comme la géodésie, la sismologie, la gravimétrie, d’acquérir de nouvelles données de qualité et ainsi de progresser dans notre compréhension de la dynamique de notre planète.

Réparti sur l’ensemble du territoire français, il permet de mesurer l’activité du sol sur des échelles de temps allant de la fraction de seconde à la décennie. En cette période de profonde évolution, RESIF est un outil de recherche de pointe qui aide ainsi à une meilleure identification des risques et des ressources naturelles, afin de mieux les gérer.

Cet instrument s’intègre aux dispositifs européens et mondiaux d’instruments permettant d’imager l’intérieur de la Terre dans sa globalité et d’étudier de nombreux phénomènes naturels.

Le site Internet RESIF.

Opéré par l’ESO, le Very Large Telescope (VLT) est installé à Cerro Paranal dans le désert chilien de l’Atacama. Quatre télescopes auxiliaires lui permettent de fonctionner en interférométrie. Il devient alors le Very Large Telescope Interferometer (VLTI). Dès les années 2000, l’instrument scientifique appelé MIDI permettait de faire fonctionner en interférométrie, 2 des 4 télescopes du VLT, puis l’équipement AMBER permis d’en utiliser 3. L’instrument MATISSE permet aujourd'hui de recombiner les 4 télescopes du VLT en mode interférométrie ce qui revient à recréer la résolution en imagerie d’un télescope géant de près 200 mètres de diamètre. MATISSE est l’aboutissement de nombreuses années de recherche en physique instrumentale. Une autre originalité de l’instrument est sa sensibilité à des longueurs d’onde quasiment inexplorées de l’infrarouge dit moyen : de 3 à 13 microns de longueur d’onde.

Les objectifs scientifiques

Ces performances uniques pour l’observation contribueront à mieux comprendre la formation des planètes. En effet, la technique de l’interférométrie dans l’infrarouge moyen utilisée par MATISSE permet d’observer un ensemble de disques proto-planétaires âgés de quelques millions d’années seulement et qui se trouvent dans notre galaxie. Ainsi les conditions à l’origine de la formation des systèmes planétaires pourront être observées directement. Les interactions entre les planètes et le disque seront révélées par l’étude de la morphologie des disques. Les interactions entre l’étoile et la zone interne du disque qui engendrent réactions chimiques du gaz, cristallisations des poussières, séparation entre matériaux volatiles et corps rocheux, transport radial de la matière... seront elles aussi mieux comprises. L’observation dans l’infrarouge moyen permettra de mieux analyser un ensemble de phénomènes d’importance. Vingt années après la découverte des premières planètes extrasolaires, la question des mécanismes soupçonnés à l’origine des planètes et en particulier des planètes telluriques nécessite d'être confrontée à l'observation.

Contacts :

Bruno Lopez, responsable scientifique, astronome, laboratoire Lagrange (CNRS-UNS-OCA),

Autres liens : Le site Internet de Matisse - L’instrument MATISSE fin prêt pour mieux comprendre la formation de la Terre et des planètes