Les zones de subduction passées et actuelles nous intérèssent par leur caractéristique de zone de construction et d’évolution des racines orogéniques crustales, du manteau lithosphérique, en lien avec des processus magmatiques et métamorphiques à toutes les échelles. Nos cibles d’étude sont réparties un peu partout dans le monde, notamment la chaîne Andine avec de nombreux programmes affiliés à l’IRD et impliquant des coopérations internationales. Mais les anciennes zones de subductions comme l’Atlas offrent aussi des affleurements fossiles de choix pour étudier la différentiation crustale et l’évolution des racines d’arcs magmatiques.
| Origine de l’or terrestre (Andes, M.Grégoire) Pour les uns, l’or retrouvé dans les gisements exploités à la surface du globe est celui présent dès l’origine de la Terre. Pour les autres, c’est celui arrivé au moment du vernis tardif (‘late veneer’), alors que le noyau était déjà différencié du manteau. La mise en évidence de grains d’or dans des xénolites de péridotites mantelliques métasomatisées de Patagonie va dans le sens de la première hypothèse, pour cette région du globe tout du moins. | Atlas / Mauritanie, Julien Les arcs magmatiques fossiles comme en Mauritanie et la chaine de l’Atlas renseignent sur les mécanismes d’accrétion profond impliqués dans la construction/destruction crustale. Page Actualités, Hodel et al., 2020. | VELI (volcanisme indonésien) Anastassia Borisova |
| Andes Stéphanie Duchêne, Stéphanie Brichau, Muriel Gerbault, Mary-Alix Kaczmarek | Moyen Orient Sonia Rousse | Magmatisme et climatologie Michel de Saint Blanquat |
La chaîne andine en Amérique du Sud, est la cible de plusieurs collaborations impliquant TIL mais aussi d’autres équipes du laboratoire. Nos projets s’appuient sur des financements de type LMI, COPEDIM (porté par l’équipe LOA), sur les missions courtes et longues durées financées par l’IRD et des projets ECOS, qui soutiennent des relations historiques fortes entre le GET et les pays andins (Chili, Pérou). Nous y étudions:
- le lien entre magmatisme d’arc, tectonique et croissance crustale en domaine de subduction,
- le lien entre l’histoire tectonique, la formation des ressources minérales et l’histoire du climat).
- les interactions entre volcanisme et tectonique active dans la zone Sud -Andine, en combinant géologie structurale, déformations géodésiques et sismiques et de modèles mécaniques 3D. Projet ECOS (2018-2021) et financement Conycit C. Novoa (2017-2021). Publications Ruz et al. (2020), Novoa et al., (2019).
Au cours de l’histoire de la Terre, d’importantes variations climatiques globales ont eté déclenchées par des phénomènes magmatiques de grande ampleur. Leur impact se manifeste à différentes échelles de temps et avec des effets contrastés.
- Tout d’abord le dégazage volcanique direct mais aussi plutonique diffus, d’abord de SO2 et d’aérosols qui ont pour effet un refroidissement de courte durée, mais surtout de CO2, qui est le principal gaz à effet de serre dégagé par le magmatisme. L’échelle de temps de la perturbation qu’il génère est inférieure à une dizaine de millions d’années, mais est directement liée à la durée et à l’intensité de l’événement magmatique.
- Ensuite, la modification de la circulation atmosphérique, via la construction de topographie, par l’accumulation en surface de roches volcaniques, par le soulèvement et l’épaississement crustal, et par le rééquilibrage isostatique lié à cet épaississement. Les modifications produites sont brutales (effets de seuils) et permanentes. Cette topographie peut modifier les flux érosifs, la sédimentation au pied de la chaîne en construction, et donc l’enfouissement de carbone organique.
- Enfin, les émissions volcaniques et l’exhumation rapide des roches plutoniques modifient la composition des roches soumises à l’altération. L’échelle de temps est alors de quelques millions d’années.
Dans un tel système, le bilan entre source et puits de carbone n’est pas connu, et la question in fine est vise les relations entre tectonique, climat, ET magmatisme.
Nous réfléchissons actuellement à identifier les paramètres pertinents qui pourraient rendre compte de la manière la plus complète possible de l’impact climatique de la croissance d’une chaine de type cordillère liée à un arc (topographie, dégazage magmatique effusif mais aussi intrusif, altération, érosion, matière organique…). Le but est d’obtenir des données quantitatives, que l’on pourrait confronter à des modélisations numériques (projet TIL-LOA).