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Martha Cary Eppes

Biographie - Martha Cary Eppes

Université de Caroline du Nord à Charlotte (UNCC), États-Unis, USA – France Fulbright Research Scholar & Fellow USIAS, Institut Terre et environnement de Strasbourg (ITES) - UMR 7063, université de Strasbourg et CNRS, France

Martha Cary Eppes, USIAS Fellow 2022Le Dr. Martha Cary Eppes est professeure titulaire de sciences de la Terre à l’université de Caroline du Nord à Charlotte, où elle travaille depuis 2003. Elle est titulaire d'une licence et d’un master en géologie, consacré à l’étude des sols et à la géomorphologie, ainsi que d’un doctorat en sciences de la Terre et des planètes de l’université du Nouveau-Mexique, au cours duquel elle a étudié l’influence du développement et de l’altération du sol sur la réponse du paysage aux perturbations tectoniques et aux failles. Ses recherches actuelles portent sur les processus d'altération mécanique, la géomorphologie des sols et la géologie quaternaire des paysages post-glaciaires, ainsi que la géomorphologie des sols du Piedmont de l'est des États-Unis. 

Ses publications les plus récentes traitent des processus d'altération mécanique et de l'éclairage que les concepts de la mécanique de la rupture peuvent apporter à la compréhension des fractures naturelles des roches. Eppes et Keanini (2017) ont reconnu et quantifié, pour la première fois, un rôle jusqu'alors non reconnu du climat dans la fracture sous-critique des roches dans le contexte des processus de la surface terrestre ; Eppes et al. (2020) ont confronté des modèles théoriques développés dans leur étude avec des données de terrain. Cette contribution aux domaines de la géologie et de la géomorphologie du Quaternaire a été reconnue par la Geological Society of America (GSA) par le biais de son prix Kirk Bryan en 2020.

Martha Cary Eppes a été présidente de la division de géologie et de géomorphologie du Quaternaire de la GSA et a codirigé la conférence Penrose 2022 de la GSA : « PRF2022 - Progressive Failure of Brittle Rocks ». Le Dr. Eppes est membre de la Geological Society of America et a reçu une bourse de recherche Fulbright.

Durant son séjour à Strasbourg, Martha Cary Eppes sera accueillie par le Dr. Mike Heap au sein de l’Institut Terre et environnement de Strasbourg (ITES).

Projet - Fracture des roches au cours des temps géologiques : recherches à l’intersection de la physique des roches et des processus terrestres de surface

01/09/2022 – 30/06/2023

L'altération mécanique - la fissuration - des roches est un processus géologique fondamental qui contribue à une myriade de systèmes de la surface de la Terre, allant du piégeage du carbone à la formation des sols et à l’évolution de la vie. Pourtant, les taux et processus de fissuration naturelle des roches sont mal quantifiés et documentés dans le contexte des processus de surface. En revanche, en raison de l'intérêt mondial pour la fracturation et l'énergie géothermique, il existe une quantité croissante de données expérimentales recueillies par les physiciens et les ingénieurs des roches, centrées sur la fracture des roches en fonction du temps et les facteurs qui l'influencent. L'objectif de ce projet USIAS/Fulbright est donc d'accélérer la fusion entre les disciplines de la physique des roches et des processus de surface de la Terre afin de mieux comprendre l'évolution, au cours des temps géologiques, des processus et des caractéristiques de la fracture naturelle des roches à la surface de la Terre et à proximité.

Les recherches concernant l'altération mécanique supposent que les principaux facteurs contrôlant les taux de fracture des roches sont le type de roche et les contraintes liées à la tectonique, à la topographie ou au climat. Toutefois, pour l'altération chimique, le temps est également un facteur crucial. Même si la démonstration d'un effet temporel similaire sur l'altération mécanique aurait d'immenses implications pour la compréhension des processus géologiques - y compris les risques de glissement de terrain et l'érosion du substrat rocheux - il n'y a eu aucune documentation sur la façon dont (ou si) l'altération mécanique évolue au cours des temps géologiques. Ces dernières années, le Dr. Eppes a été l'une des principales promotrices d'idées novatrices concernant la manière dont la théorie de la fissuration des roches en fonction du temps, issue des disciplines de la physique des roches, peut être appliquée à la compréhension de l'altération mécanique à la surface terrestre (voir Eppes et al., 2015 ; 2016 ; 2018 ; 2020 et Eppes et Keanini, 2017).

Dans le cadre d'un travail en cours sur le terrain avec des étudiants et des collègues en Californie (États-Unis) et en Antarctique, Martha Cary Eppes a mesuré les caractéristiques des fissures de milliers de roches. Ces roches étaient situées sur des surfaces de cônes alluviaux, de glaciers et de terrasses fluviales dont l'âge varie de 0 à 106 ans. La datation par radionucléides cosmogéniques de l'âge d'exposition des surfaces a été associée aux mesures des fissures afin de calculer les taux de fissuration dans le temps. Sans exception liée au climat ou au type de roche, les taux de fissuration sont initialement très élevés (par exemple jusqu'à 30 mm/ka (kiloannum)), puis se stabilisent ensuite au fil du temps. Ces données sont parmi les premières à montrer directement que les taux d'altération mécanique diminuent de façon non linéaire au cours des temps géologiques. L'étape suivante - et l'objectif de la recherche USIAS/Fulbright - est de commencer à documenter la cause de cette diminution. Plus précisément, des échantillons de roches d'âges d'exposition absolus et relatifs connus ont été collectés sur les sites des travaux de terrain antérieurs du Dr. Eppes. Les paramètres physiques de la roche seront mesurés sur ces échantillons dans le Laboratoire de déformation des roches de l'équipe de géophysique expérimentale de l'ITES (université de Strasbourg). Ainsi, l'évolution de ces paramètres - connus pour contrôler les taux et processus de fracture en laboratoire - sera comparée à l'évolution des fractures naturelles mesurée dans les données de terrain. À terme, les paramètres physiques des roches mesurés à l'université de Strasbourg seront utilisés pour mieux comprendre les processus et l'évolution de la dégradation des roches à la surface de la Terre et à proximité.

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