L’histoire géologique récente de Mars reste peu étudiée, comparativement à l’histoire « primitive » de Mars (>3,5 Ga). Cependant, l’arrivée de nouvelles images haute résolution a permis d’identifier la présence de ravines à la surface de terrains très récents. Dans ce travail, nous nous sommes attaché à caractériser la morphologie des ravines et les processus qui les ont générés. Ces nouvelles observations relancent la question de la présence d’eau liquide actuellement à la surface de Mars que ce soit à l’état pur ou sous forme de mélange (saumure, coulée de débris...). Des simulations expérimentales en chambre froide à la pression atmosphérique de Mars et de la Terre ont été menées. Elles ont notamment permis de quantifier le rôle de la teneur en eau dans la couche active du pergélisol sur le mécanisme de formation des ravines et leur mobilité. Nous avons également décrit l’évolution saisonnière de petits réseaux ramifiés qui se sont développés chaque année au printemps durant la période 2007-2012. / The recent geological history of Mars remains poorly studied, in comparison to theearly history of Mars (>3,5 Ga). However, the acquisition of new high-resolution imagesallowed to identified the presence of gullies on the surface of recent landforms such asdunes. In this work, we focused on characterizing the morphology of gullies and theirprocess(es) of formation. These new observations revive the issue of the presence of liquid water present on the surface of Mars than either pure or as a mixture (brine, debris flow ...). Experimental simulations in a cold room at Martian and terrestrial atmospheric pressure have been conducted. In particular, they allowed us to quantify the role of water content in the active layer of the permafrost in order to better constrain the mechanism of formation of gullies and their motion. We also described the seasonal evolution of small branched networks developed at spring during the 2007-2012 period.

Esta pesquisa apresenta a aplicação de uma nova metodologia de medição de carreamento de solo, que foi utilizada durante o período de um ano, na área urbana de Paranavaí, no estado do Paraná. Teve como objetivo avaliar a fragilidade do solo e analisar os processos de erosão e arenização. Durante o seu desenvolvimento foram analisados principalmente os dados climáticos que envolveram desde as temperaturas médias anuais, índices de pluviosidade até direção e velocidade dos ventos de superfície. A partir da análise dos dados obtidos foram elaboradas cartas temáticas que permitiram um melhor entendimento do fenômeno da arenização, cerne deste trabalho. Uma série de fotos obtidas no campo auxiliou na análise e avaliação desses processos, gerando uma discussão de resultados que possibilitou tecer considerações sobre a recuperação de certas áreas onde ocorrem esses fenômenos. / This research aims to present the application of a new methodology of measurement of soil carrying over used during one-year term in the urban area of Paranavaí, in the state of Paraná-Brazil. Aiming to evaluate the soil fragility and analyzing the erosion processes and arenization, it was analyzed during its development, the climatic data from the average annual temperatures, pluviometric rates and even the direction and speed of the winds. Starting from the analysis point of the data collected, thematic letters were elaborated allowing a better comprehension of the arenization phenomenon, core of this work. A series of pictures were taken in field that helped us in the analysis and evaluation of these processes, arousing a discussion of the results, which let us talk about the recovery of certain areas where these phenomena occur.

L'histoire géologique récente de Mars reste peu étudiée, comparativement à l'histoire " primitive " de Mars (>3,5 Ga). Cependant, l'arrivée de nouvelles images haute résolution a permis d'identifier la présence de ravines à la surface de terrains très récents. Dans ce travail, nous nous sommes attaché à caractériser la morphologie des ravines et les processus qui les ont générés. Ces nouvelles observations relancent la question de la présence d'eau liquide actuellement à la surface de Mars que ce soit à l'état pur ou sous forme de mélange (saumure, coulée de débris...). Des simulations expérimentales en chambre froide à la pression atmosphérique de Mars et de la Terre ont été menées. Elles ont notamment permis de quantifier le rôle de la teneur en eau dans la couche active du pergélisol sur le mécanisme de formation des ravines et leur mobilité. Nous avons également décrit l'évolution saisonnière de petits réseaux ramifiés qui se sont développés chaque année au printemps durant la période 2007-2012.

Este trabalho tem como objetivo propor uma contribuição para geração de alternativa técnica destinada a estabilização de feições morfológicas do tipo ravinamento localizadas na porção sudoeste do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Nesta região se verifica a ocorrência de um processo denominado como arenização (SUERTEGARAY, 1987; VERDUM, 1997) em material oriundo do intemperismo de formações superficiais areníticas. O projeto foi conduzido em consonância com as pesquisas desenvolvidas pelo Grupo de Pesquisa em Arenização do Departamento de Geografia da UFRGS/CNPq. Como objeto de estudo, selecionou-se uma ravina localizada de modo adjacente a uma escarpa arenítica denominada Cerro da Esquina em propriedade rural, no município de São Francisco de Assis/RS. A localidade está inserida na região da Campanha gaúcha cuja paisagem caracteriza-se, na fitofisionomia, pela predominância de espécies vegetais campestres, com destaque para as gramíneas (BOLDRINI et al., 2010). O uso de técnicas mecânico-vegetativas com emprego de espécies nativas objetiva a estabilização de ravinamentos, associando a fácil difusão de tecnologia e a implantação a campo, o baixo custo, a minimização de impactos no ecossistema local e a possibilidade de resgate das funções ecológicas e estéticas da paisagem em uma área degradada. Para compreensão da dinâmica erosiva na área interna e superficial da ravina foram realizados monitoramentos periódicos por meio de estacas e aferições com fita métrica; a identificação botânica e os testes de propagação com espécies nativas e pesquisa do referencial teórico-metodológico. Como proposta técnica preliminar, foi idealizada a contenção de sedimentos e difusão de escoamentos concentrados por meio de um conjunto de paliçadas e retentores orgânicos (biorretentores), o reordenamento de escoamento superficial com a construção de barreiras de pedra e a inserção de espécies nativas em pontos de maior instabilidade da feição erosiva, em frente aos conjuntos de paliçadas. / This paper aims to propose a contribution to the generation of an alternative technique for the stabilization of morphological features like ravines located in the southwest portion of the state of Rio Grande do Sul, Brazil. In this region there is the occurrence of a process known as sandization (SUERTEGARAY, 1987; VERDUM, 1997) in material from the weathering of sandstone formations surface. The project was conducted in line with the research developed by the Research Group, Department of Geography sandzation UFRGS/CNPq. As the object of study, we selected a ravine located adjacent to a sandstone bluff called Cerro da Esquina in a municipality of Saint Francis of Assisi. The town is part of the campaign in the region of the state whose landscape is characterized by the phitophysiognomical dominance of grassland plant species, especially grasses (BOLDRINI et al., 2010). The use of mechanical-vegetative soil conservation techniques with native species, aims to promote the stabilization of ravines linking easy technology diffusion and field deployment, low cost, minimizing impacts on the local ecosystem and the possibility of redemption of ecological functions and aesthetics of the landscape in a degraded area. To understand the dynamics and erosive surface in the inner area of the ravine were performed periodic monitoring by cuttings and measurements with a measuring tape, the botanical identification and propagation tests with native species and research of theoretical and methodological research. As a preliminary technical proposal was idealized sediment retention and diffusion of concentrated flow through a set of fences and retaining organic (biorretentores), the reordering of runoff with the construction of stone barriers and insertion of native species in points of greater instability of the erosive feature, in front of the sets of fences.

Este trabalho tem como objetivo propor uma contribuição para geração de alternativa técnica destinada a estabilização de feições morfológicas do tipo ravinamento localizadas na porção sudoeste do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Nesta região se verifica a ocorrência de um processo denominado como arenização (SUERTEGARAY, 1987; VERDUM, 1997) em material oriundo do intemperismo de formações superficiais areníticas. O projeto foi conduzido em consonância com as pesquisas desenvolvidas pelo Grupo de Pesquisa em Arenização do Departamento de Geografia da UFRGS/CNPq. Como objeto de estudo, selecionou-se uma ravina localizada de modo adjacente a uma escarpa arenítica denominada Cerro da Esquina em propriedade rural, no município de São Francisco de Assis/RS. A localidade está inserida na região da Campanha gaúcha cuja paisagem caracteriza-se, na fitofisionomia, pela predominância de espécies vegetais campestres, com destaque para as gramíneas (BOLDRINI et al., 2010). O uso de técnicas mecânico-vegetativas com emprego de espécies nativas objetiva a estabilização de ravinamentos, associando a fácil difusão de tecnologia e a implantação a campo, o baixo custo, a minimização de impactos no ecossistema local e a possibilidade de resgate das funções ecológicas e estéticas da paisagem em uma área degradada. Para compreensão da dinâmica erosiva na área interna e superficial da ravina foram realizados monitoramentos periódicos por meio de estacas e aferições com fita métrica; a identificação botânica e os testes de propagação com espécies nativas e pesquisa do referencial teórico-metodológico. Como proposta técnica preliminar, foi idealizada a contenção de sedimentos e difusão de escoamentos concentrados por meio de um conjunto de paliçadas e retentores orgânicos (biorretentores), o reordenamento de escoamento superficial com a construção de barreiras de pedra e a inserção de espécies nativas em pontos de maior instabilidade da feição erosiva, em frente aos conjuntos de paliçadas. / This paper aims to propose a contribution to the generation of an alternative technique for the stabilization of morphological features like ravines located in the southwest portion of the state of Rio Grande do Sul, Brazil. In this region there is the occurrence of a process known as sandization (SUERTEGARAY, 1987; VERDUM, 1997) in material from the weathering of sandstone formations surface. The project was conducted in line with the research developed by the Research Group, Department of Geography sandzation UFRGS/CNPq. As the object of study, we selected a ravine located adjacent to a sandstone bluff called Cerro da Esquina in a municipality of Saint Francis of Assisi. The town is part of the campaign in the region of the state whose landscape is characterized by the phitophysiognomical dominance of grassland plant species, especially grasses (BOLDRINI et al., 2010). The use of mechanical-vegetative soil conservation techniques with native species, aims to promote the stabilization of ravines linking easy technology diffusion and field deployment, low cost, minimizing impacts on the local ecosystem and the possibility of redemption of ecological functions and aesthetics of the landscape in a degraded area. To understand the dynamics and erosive surface in the inner area of the ravine were performed periodic monitoring by cuttings and measurements with a measuring tape, the botanical identification and propagation tests with native species and research of theoretical and methodological research. As a preliminary technical proposal was idealized sediment retention and diffusion of concentrated flow through a set of fences and retaining organic (biorretentores), the reordering of runoff with the construction of stone barriers and insertion of native species in points of greater instability of the erosive feature, in front of the sets of fences.

Este trabalho tem como objetivo propor uma contribuição para geração de alternativa técnica destinada a estabilização de feições morfológicas do tipo ravinamento localizadas na porção sudoeste do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Nesta região se verifica a ocorrência de um processo denominado como arenização (SUERTEGARAY, 1987; VERDUM, 1997) em material oriundo do intemperismo de formações superficiais areníticas. O projeto foi conduzido em consonância com as pesquisas desenvolvidas pelo Grupo de Pesquisa em Arenização do Departamento de Geografia da UFRGS/CNPq. Como objeto de estudo, selecionou-se uma ravina localizada de modo adjacente a uma escarpa arenítica denominada Cerro da Esquina em propriedade rural, no município de São Francisco de Assis/RS. A localidade está inserida na região da Campanha gaúcha cuja paisagem caracteriza-se, na fitofisionomia, pela predominância de espécies vegetais campestres, com destaque para as gramíneas (BOLDRINI et al., 2010). O uso de técnicas mecânico-vegetativas com emprego de espécies nativas objetiva a estabilização de ravinamentos, associando a fácil difusão de tecnologia e a implantação a campo, o baixo custo, a minimização de impactos no ecossistema local e a possibilidade de resgate das funções ecológicas e estéticas da paisagem em uma área degradada. Para compreensão da dinâmica erosiva na área interna e superficial da ravina foram realizados monitoramentos periódicos por meio de estacas e aferições com fita métrica; a identificação botânica e os testes de propagação com espécies nativas e pesquisa do referencial teórico-metodológico. Como proposta técnica preliminar, foi idealizada a contenção de sedimentos e difusão de escoamentos concentrados por meio de um conjunto de paliçadas e retentores orgânicos (biorretentores), o reordenamento de escoamento superficial com a construção de barreiras de pedra e a inserção de espécies nativas em pontos de maior instabilidade da feição erosiva, em frente aos conjuntos de paliçadas. / This paper aims to propose a contribution to the generation of an alternative technique for the stabilization of morphological features like ravines located in the southwest portion of the state of Rio Grande do Sul, Brazil. In this region there is the occurrence of a process known as sandization (SUERTEGARAY, 1987; VERDUM, 1997) in material from the weathering of sandstone formations surface. The project was conducted in line with the research developed by the Research Group, Department of Geography sandzation UFRGS/CNPq. As the object of study, we selected a ravine located adjacent to a sandstone bluff called Cerro da Esquina in a municipality of Saint Francis of Assisi. The town is part of the campaign in the region of the state whose landscape is characterized by the phitophysiognomical dominance of grassland plant species, especially grasses (BOLDRINI et al., 2010). The use of mechanical-vegetative soil conservation techniques with native species, aims to promote the stabilization of ravines linking easy technology diffusion and field deployment, low cost, minimizing impacts on the local ecosystem and the possibility of redemption of ecological functions and aesthetics of the landscape in a degraded area. To understand the dynamics and erosive surface in the inner area of the ravine were performed periodic monitoring by cuttings and measurements with a measuring tape, the botanical identification and propagation tests with native species and research of theoretical and methodological research. As a preliminary technical proposal was idealized sediment retention and diffusion of concentrated flow through a set of fences and retaining organic (biorretentores), the reordering of runoff with the construction of stone barriers and insertion of native species in points of greater instability of the erosive feature, in front of the sets of fences.

Esta pesquisa apresenta a aplicação de uma nova metodologia de medição de carreamento de solo, que foi utilizada durante o período de um ano, na área urbana de Paranavaí, no estado do Paraná. Teve como objetivo avaliar a fragilidade do solo e analisar os processos de erosão e arenização. Durante o seu desenvolvimento foram analisados principalmente os dados climáticos que envolveram desde as temperaturas médias anuais, índices de pluviosidade até direção e velocidade dos ventos de superfície. A partir da análise dos dados obtidos foram elaboradas cartas temáticas que permitiram um melhor entendimento do fenômeno da arenização, cerne deste trabalho. Uma série de fotos obtidas no campo auxiliou na análise e avaliação desses processos, gerando uma discussão de resultados que possibilitou tecer considerações sobre a recuperação de certas áreas onde ocorrem esses fenômenos. / This research aims to present the application of a new methodology of measurement of soil carrying over used during one-year term in the urban area of Paranavaí, in the state of Paraná-Brazil. Aiming to evaluate the soil fragility and analyzing the erosion processes and arenization, it was analyzed during its development, the climatic data from the average annual temperatures, pluviometric rates and even the direction and speed of the winds. Starting from the analysis point of the data collected, thematic letters were elaborated allowing a better comprehension of the arenization phenomenon, core of this work. A series of pictures were taken in field that helped us in the analysis and evaluation of these processes, arousing a discussion of the results, which let us talk about the recovery of certain areas where these phenomena occur.

La surface de Mars a longtemps été considérée comme inactive de nos jours. Cependant, de nombreux phénomènes actifs ont été observés ces dernières années comme : des ravines, des tornades de poussières, des écoulements ou des taches sombres. La plupart d’entre eux sont encore inexpliqués et soulèvent de nombreuses questions au regard des conditions de surface existantes actuellement. Afin d’améliorer la compréhension de ces processus et en particulier des ravines, cette thèse a pour but d’en étudier certains par une approche pluridisciplinaire combinant l’analyse de données issues des missions spatiales martiennes et par une approche expérimentale. Les données de télédétection ont permis une analyse morphologique détaillée grâce aux images provenant de la caméra HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) et de leurs MNT (Modèle Numérique de Terrain). Celles-ci ont été complétées par une analyse de la composition de la surface grâce aux données spectroscopiques CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars).Des études expérimentales visant à mieux comprendre l’effet de la pression et des mélanges fluides/grains sur des écoulements martiens ont également été réalisés. Les études morphologiques et compositionnelles réalisées dans l’hémisphère sud de Mars, ont permis d’arriver aux conclusions suivantes : i) Les ravines ont un fonctionnement saisonnier et se différencient entre elles par leur morphologie, leur taille, leur période d’activité, leur orientation et leur pente, ii) Certaines ravines saisonnières sont très récentes : elles se créent et disparaissent actuellement, alors que d’autres fonctionnent depuis une centaine d’années martienne, iii) Le CO₂ semble être le principal agent actif pour leur création, même si l’eau liquide et les saumures ne peuvent être écartées dans certains cas, iv) Les différences d’insolation et l’accumulation de matériel en amont de l’écoulement influencent l’activité des ravines saisonnières. v) Un fluide différent de l’eau peut créer et faire évoluer des sinuosités de nos jours sur Mars. Les expériences réalisées au cours de cette thèse ont montré que : i) Les écoulements d’eau en surface et sub-surface d’un milieu granulaire, vont avoir un impact morphologique plus important à basse pression (~ 7mbar) qu’à pression terrestre (~ 1000 mbar), ii) Il existe des modes de transport des sédiments atypiques à basse pression: un processus de « lévitation » (impliquant des fluides gazeux) et de la saltation. Les morphologies qui en découlent, peu courantes sur Terre, sont susceptibles d’intervenir sur Mars, iii) Des mêmes constituants d’un écoulement peuvent créer des morphologies et des dynamiques réellement différentes. Trois paramètres semblent jouer un rôle important sur la morphologie d’un écoulement : l’épaisseur de sédiment mobilisable, les différences de températures entre la surface et l’écoulement ainsi que la quantité de matériel écoulé. L’analyse dans cette thèse d’un grand nombre d’activités saisonnières ainsi que l’approche pluridisciplinaire utilisée ont permis de mettre en évidence des écoulements actuels reliés avec des processus exotiques. La détermination plus précise des conditions de formation de ces phénomènes actuels ne pourra se faire que grâce à l’acquisition de nouvelles données sur tous ces sites et sur plusieurs saisons. De nouvelles expériences en laboratoire permettant en particulier de mieux comprendre les processus liés au CO₂ sont également nécessaires. / Mars surface has been considered like a currently inactive planet for a long time. Nevertheless, numerous active phenomena have been observed during the last few years such as: gullies, dust devils, dark and bright flows. Most of them are also unexplained and their formation processes are unclear under present Mars conditions. The aim of this PhD is to study some gullies to try to understand their formation processes on Mars at the present time. For this, martian spacecraft data were analyzed and experimental studies were performed. Thanks to HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) images and HiRISE DTM (Digital Terrain Models), a morphological study was carried out. This study has been completed by a spectroscopic study of the surface thanks to CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) data. Experiments were also performed with a mix of liquid and sand to try to understand the pressure impact on martians flows. Morphological and spectroscopic studies on the southern hemisphere of Mars lead us to conclude that: i) Gullies are seasonal. They have different morphologies, sizes, timing of activities, orientations, and slopes. ii) Gullies are young. They appear and disappear on present-day. Some of them are active since 100 years. iii) CO₂ frost seems to be a good candidate for gullies creation but a participation of liquid water can’t be excluded in some cases. iv) Insolation variations and material accumulations in the upper part of the flow influence the gullies activity. v) Sinuosities can be created by another fluid than liquid water today on Mars. Experiments performed during this PhD demonstrate that: i) Water flow in granular surface and sub-surface triggers higher morphological impact under Martian pressure (~ 7mbar) and Earth pressure (~ 1000 mbar). ii) Exotic sediment transport can be observed at low pressure (~ 7mbar): “levitation” (with gas) and saltation. The morphology and dynamics are influenced by 3 main parameters: the sediment thickness, the temperature variations between the surface and the flow and the amount of flow material. Several seasonal phenomena were analyzed with different approaches. This allowed us to observe and interpret present-day flows and exotic processes. More data and new experiments at low pressure (in particular with CO₂) will help us to better constrain and better understand the formation conditions of current seasonal activities on the Mars surface.