Volcanisme actif et passé
L’équipe étudie l’évolution des provinces et des édifices volcaniques en de nombreux contextes géodynamiques et climatiques, à travers des exemples répartis sur toute la surface du globe (Antilles, Açores, Cameroun, Comores, Equateur, Roumanie, les grandes provinces magmatiques terrestres). Les approches déployées incluent la géochronologie K/Ar et 40Ar/39Ar à très haute résolution temporelle, la géomorphologie quantitative, la pétrologie et la géochimie, et la modélisation. Plus particulièrement, les taux de construction et de démantèlement des édifices volcaniques sont analysés pour établir les liens entre dynamique profonde (genèse des magmas, tectonique) et les processus de surface (climat, altération, déstabilisation gravitaire, érosion). A l’aune de ces connaissances, nous contribuons à l’évaluation des aléas et risques naturels, terrestre et sous-marin en domaine volcanique actif (Antilles, Mayotte, Cap Vert, Açores, Canaries). Le volcanisme planétaire est aussi abordé avec l’évolution thermique de l’océan de magma primitif sur les planètes telluriques et la modélisation du cryovolcanisme sur Europe.
Image d’illustration : Navire IFREMER l’Atalante au Nord de la Dominique, campagne SUBSAINTES (Henri et al., 2022)
Taux de construction et d’érosion des édifices volcaniques
La géomorphologie quantitative permet de reconstruire les étapes clés de l’évolution des édifices volcaniques et de quantifier leur ampleur. Les volcans se mettent et place et sont démantelés sur des périodes brèves à l’échelle des temps géologiques, et leur produits sont aisément datables. La corrélation des approches volumétriques et géochronologiques permet ainsi de contraindre de nombreux processus :
I) Modéliser numériquement les surfaces successives de croissance des édifices, quantifier les volumes et taux de construction volcaniques (Hildenbrand et al., 2004, Lahitte et al., 2012 ; Boulesteix et al., 2012 ; Germa et al., 2015). Ces grandeurs apportent des contraintes fortes sur la dynamique magmatique sous-jacente en lien avec le contexte géodynamique (Hildenbrand et al., 2004; Boulesteix et al., 2012 ; Dibacto et al., 2020).
Image : Exemple de corrélation entre le dynamique éruptif et le contexte géodynamique lors des 10 Ma d’années d’activité des Carpates orientales (Dibacto et al., 2020).
II) La comparaison des surfaces volcaniques actuelles aux surfaces pré-érosionnelles quantifie le volume démantelé par différents processus (effondrement géants « instantanés », érosion « long-terme » après chaque phase volcanique). Les taux d’érosion intégrés sur différentes périodes permettent de quantifier la dynamique érosive et de relier l’évolution de cette dernière à différents paramètres, notamment les variations spatio-temporelles du climat (Hildenbrand et al., 2008 ; Salvany et al., 2012 ; Boulesteix et al., 2013 ; Costa et al., 2014 ; Ricci et al., 2015 ; Dibacto et al., 2020). Des travaux initiés récemment (thèse de F. Hevia Cruz) visent plus spécifiquement à analyser l’effet des variations paléoclimatiques quaternaires sur l’altération des volcans océaniques et l’évolution associée des paysages.
Image 1 : Contexte climatiques d’Europe de l’Est contraint par les variations des taux d’érosion intégré enregistrées par le démantèlement des volcans des Carpates (Dibacto et al., 2020).
Image 2 : Reconstruction des conditions paléoclimatiques Quaternaires par l’étude de paléosols aux Açores Centrales, et analyse de leurs effets sur l’altération et le dégradation des paysages (transitions interglaciaires notamment).
Financement :
CNRS/INSU TELLUS KARVARDAR, personnes impliquées : P. Lahitte
CNRS/INSU TELLUS CLEAM (2022-2023), personnes impliquées A. Hildenbrand, F. Hevia-Cruz
Volcanisme et dynamique du globe
L’étude des systèmes volcaniques en différents contextes géodynamiques apporte des contraintes essentielles sur les conditions de genèse, de transfert, et d’extraction des magmas, et par là-même sur la dynamique du globe.
L’étude des relations entre volcanisme et tectonique le long de la branche est du point Triple des Açores nous a permis de caractériser l’évolution de la limite Eurasie-Nubie durant les derniers 6 Ma (Hildenbrand et al., 2008, 2014; Marques et al., 2013 ; Sibrant et al., 2015a,b, 2016). En contexte de subduction, nous étudions en Equateur la relations entre la production magmatique et la géométrie du slab de la plaque de Nazca, notamment (Bablon et al., 2019). Les projets de l’équipe sont également focalisés sur le volcanisme associé aux points chauds de la Réunion, des Canaries, des Açores et de Polynésie dans le cadre de l’étude de la dynamique profonde de genèse des magmas.
Liste des projets associés en cours :
Modélisation du cryovolcanisme sur le satellite de Jupiter Europe
La faible cratérisation d’Europe indique une surface très jeune, et active, malgré sa faible taille. Nous étudions la surface ainsi que les interactions surface-subsurface d’Europe, en particulier la modélisation physique du cryovolcanisme dans la proche subsurface. Ce travail permettra de proposer des scénarios d’éruptions et de tester une rhéologie viscoélastique de la glace dans le cas de chambres plus profondes. Nous espérons que les résultats de ce projet, combinés aux récentes observations, pourront permettre de contribuer à la connaissance des mécanismes éruptifs sur ce corps glacé en lien avec les futures préparation des missions (e.g. JUICE (JUpiter Icy Moons Explorer) (Grasset, 2013) qui partira en 2022 vers le système jovien pour étudier ses lunes glacées ou bien Europa Clipper (Howell, 2020). Cet aspect du projet a donné lieu à deux publications (Lesage et al ., 2020&2021) et à une autre publication qui vient de paraître (Lesage et al., 2022).