Parfois, tout ce dont vous avez besoin pour une nouvelle découverte, ce sont des mathématiques créatives. C'est le cas d'un nouvel article d'Edward Williams et Laurent Montési du département de géologie de l'Université du Maryland. Ils ont publié un bref article lors de la Conférence sur les sciences lunaires et planétaires (LPSC 2024) le mois dernier, qui décrit une méthode mathématique pour estimer la taille d'un tube de lave en utilisant uniquement des techniques de télédétection.
Un point de départ crucial a été la découverte que la hauteur de crête d'une surface au-dessus d'un tube de lave est proportionnelle au cube de la hauteur du toit du tube de lave. De nombreux tubes de lave ont été étudiés en détail sur Terre, et ces études ont servi à constituer la base de cette équation.
Cependant, jusqu’à présent, il n’y avait aucun rapport entre l’épaisseur du toit et les détails de la forme du tunnel de lave lui-même. Entrez dans la modélisation physique :les auteurs ont utilisé un programme de modélisation physique (COMSOL Multiphysics) pour modéliser différentes hauteurs de toit en fonction de différentes caractéristiques des tunnels.
Une grande différence résidait dans la forme du tunnel lui-même :ils se sont concentrés sur deux styles. L'un d'entre eux, connu sous le nom de « laccolithe », était un rectangle, alors que la plupart des gens penseraient à un style demi-ellipse lorsqu'ils envisageaient des tubes de lave. Le programme de modélisation devait également prendre en compte des éléments tels que la résistance matérielle du régolithe ainsi que la pression à l'intérieur du tunnel lui-même, qui correspondrait généralement à la pression atmosphérique extérieure de mondes en grande partie sans air comme la Lune et Mars, en supposant qu'il y ait un trou qui relie à la plus grande atmosphère.
L’équation que les auteurs ont finalement trouvée utilise des calculs sophistiqués et dépasse le cadre de cet article. Pourtant, leur modèle semble correspondre aux données de la plupart des grottes de lave modélisées, y compris celles de la Terre.
Ils ont transformé leur modèle en une structure de grotte bien connue sur Terre pour prouver ce point. La grotte de Valentine, située dans le monument national de Lava Beds en Californie, est étudiée depuis des décennies par les chercheurs de la NASA comme analogue aux grottes trouvées sur la Lune et sur Mars. Ces études ont abouti à des estimations précises de la hauteur des grottes et de la hauteur des crêtes à l'aide de techniques telles que le LIDAR.
En appliquant leur nouveau modèle et en utilisant la hauteur de crête connue de la grotte de Valentine, les auteurs trouvent une hauteur de tube inférieure à 0,07 m de la hauteur réelle de la grotte. Pas mal pour calculer la hauteur uniquement à partir de la hauteur du faîte, qui est une caractéristique visible de l'extérieur.
La prochaine étape évidente consiste à tenter d’estimer certaines hauteurs de tubes de lave sur nos corps planétaires voisins. Au moins certains observatoires éloignés autour de la Lune et de Mars devraient être capables d'estimer la hauteur des crêtes à partir de leurs positions orbitales. C'est ensuite à l'équipe d'estimer à quoi pourrait ressembler l'intérieur du tube. Malheureusement, il faudra probablement un certain temps avant que des explorateurs humains ou robotiques n'entrent dans l'un de ces tubes pour confirmer les estimations de l'auteur. Mais il existe également de nombreuses propositions dans ce sens, et un jour, sans aucun doute, quelqu'un ou quelque chose mettra effectivement les pieds dans l'une de ces anciennes formations géologiques.
Plus d'informations : Article :Détermination de la profondeur et de la forme d'un tube de lave à partir de la topographie
Fourni par Universe Today
