3 projets INSU obtiennent une bourse ERC Consolidator 2023 !

REASSESS : Sonder et prédire la réponse dynamique de la calotte glaciaire du Groenland à l'eau de fonte de surface

La calotte glaciaire du Groenland exerce un contrôle prépondérant sur l’élévation du niveau marin. L'eau de fonte de surface augmente la vitesse d’écoulement de la calotte par lubrification de l'interface entre la glace et le lit rocheux sous-jacent. La façon dont cette eau de fonte affecte ainsi la perte de glace est une source majeure d'incertitudes. La majorité des études antérieures, à l’origine des conclusions du GIEC sur ce sujet, considéraient que la lubrification basale aurait été dictée par le volume d’eau. Cependant, les découvertes récentes montrent que la lubrification basale est en fait principalement contrôlée par la pente de surface et la vitesse basale. Ces deux variables clés demeurent néanmoins négligées dans les prévisions, malgré leur potentiel fort d’augmentation du niveau marin sur les décennies et siècles à venir.

Le projet REASSESS vise à comprendre comment la pente de surface et la vitesse basale des glaciers du Groenland contrôlent la physique de l’hydrologie sous-glaciaire, et dans quelle mesure et à quelle échelle de temps cela affecte l’évolution de la calotte glaciaire. REASSESS répondra à ces questions à travers deux objectifs : le premier consistant à acquérir des observations uniques et multi-échelles des composantes clés de l’hydrologie sous-glaciaire (drainage, stockage et connectivité) à partir de nouvelles méthodes de la sismologie et géodésie ; le second à incorporer ces nouvelles observations dans une hiérarchie de modèles permettant de représenter la physique en jeu, et d’évaluer ainsi pleinement l'impact de l’eau de fonte lors de déglaciations du passé ou celle prévue sur les décennies et siècles à venir.

iQuake : Séismes intraplaques, la signature de la fatigue statique des continents

Alors que la plupart des grands séismes frappent des frontières de plaques tectoniques, des séismes complètement inattendus se produisent aussi au sein de régions tectoniquement stables. Typiquement au milieu des continents, des séismes inexpliqués se produisent partout, en cascades, et avec des magnitudes variées. Les mécanismes physiques à l’œuvre et l'origine de l’énergie élastique dont ces séismes ont besoin pour devenir grands sont inconnus bien que de nombreux travaux se soient penchés sur la question.

Le projet iQuake propose de tester l’hypothèse suivante : ces séismes rares mais destructeurs seraient le résultat de la fatigue statique des continents sous l’effet des contraintes laissées par les précédents épisodes de l’histoire tectonique d’une région. IQuake utilisera les derniers développements des méthodes d’intelligence artificielle pour construire des catalogues de sismicités denses à partir de données sismologiques et géodésiques dans ces régions stables (WP1). Un outil sera également développé pour prédire des séries temporelles réalistes des charges de surface affectant la croute Terrestre (WP2). Enfin, l’hypothèse de la fatigue statique sera testée dans un modèle numérique (WP3) pour voir si les continents rompent aujourd’hui sous l’effet des paléo-contraintes laissées par des frontières de plaques fossiles. 

ExoMagnets : Caractérisation du champ magnétique des exoplanètes

Depuis la première découverte de la planète 51 Peg b par Mayor et Queloz (1995), plus de 5500 exoplanètes ont été découvertes et ont révolutionné notre compréhension de la formation et de l'évolution des systèmes étoile-planète. De plus en plus d'exoplanètes sont découvertes aujourd'hui, et leurs caractéristiques ainsi que celles de leur étoile hôte sont déterminées avec précision à l'aide d'observations spatiales et terrestres à plusieurs longueurs d'onde. Néanmoins, une question persiste sur un aspect fondamental des exoplanètes : quel type de magnétisme et de magnétosphère possèdent-elles ? Ces magnétosphères conduisent par ailleurs à des interactions magnétiques étoile-planète pour environ un tiers des exoplanètes connues, qui laissent des indices observables sur les traceurs d'activité de l'étoile hôte. Cependant, ces détections ne sont pas suffisantes pour quantifier les propriétés magnétiques des exoplanètes en raison d'une compréhension théorique incomplète des interactions magnétiques. L'arrivée de l'observatoire SKA devrait permettre de détecter des signaux radio magnétosphériques provenant de centaines d'exoplanètes.

Le projet ExoMagnets a pour objectif la compréhension du couplage magnétique entre une exoplanète et son étoile et donc du champ magnétique des exoplanètes, ce dernier étant primordial pour l’habitabilité d’une planète (sur Terre, le champ magnétique protège l'atmosphère de l'environnement spatial et est ainsi essentiel au maintien de la vie). Comment les planètes interagissent-elles magnétiquement avec leur environnement ? Quelle quantité d'énergie peut être impliquée et quels traceurs observationnels peuvent être détectés ? Quel type de magnétisme peut supporter une Terre dans la zone habitable d'une étoile de faible masse ? Pour répondre à ces questions, ExoMagnets vise à combler les lacunes théoriques actuelles sur le couplage magnétique entre une exoplanète et son environnement local. Ce projet quantifiera pour la première fois la canalisation de l'énergie et le spectre observable dans plusieurs longueurs d'onde, et exploitera ces données pour contraindre le magnétisme des exoplanètes sur des orbites à courte période. Ces approches seront combinées pour fournir les outils théoriques permettant de caractériser le magnétisme d'un large échantillon d'exoplanètes.