F1 : La vie sur la planète terre : depuis le commencement jusqu'à la dynamique actuelle
La compréhension de la dynamique de la Terre et les interactions entre la planète et l'hydrosphère et la biosphère nécessite de quantifier les processus responsables de ces interactions. La théorie de la tectonique des plaques, les principes de géochimie appliquées au suivi de la surface de la Terre et aux processus profonds, ainsi que les études des bio-minéraux sont des exemples de réalisations obtenues à l'IPGP au cours des dernières décennies. Cependant, la compréhension de la dynamique de la Terre dynamique et notamment son initiation reste mal connue. Pour combler l'écart entre la dynamique actuelle et primitive de la Terre, des sous-projets liés à l'exploration de la proto-Terre et à l'étude des analogues modernes seront mis au point conjointement. Au cours des deux premières années du projet Frontiere 1, l'effort sera consacré à 1) l'exécution d'une opération de forage d'une nouvelle succession stratigraphique clé de l'Eon Archéen et 2) de contraindre les taux et les régimes de déformation sur une gamme d'échelles spatiales le long de la Chiliean Margin.
Le projet de forage du groupe de Turee Creek (TCDP), bassin de Hamersley Basin, Australie de l'Ouest
Projet de Forage du Groupe de Turee Creek (TCDP), Bassin de Hamersley, Australie
Coordinateurs du projet: P. Philippot (IPG Paris, France), M. Van Kranendonk (Université of New South Wales, Australie) en coordination avec le Géologique Survey of Western Australie
Un des buts du projet Labex "UnivEarth" est de récupérer à partir de trois forages des échantillons de roches dans le groupe de Turee Creek en Australie. L’objectif scientifique principal est de mieux comprendre la nature et la durée de l’évènement global d’oxygénation (GOE) à travers l’étude détaillée des changements minéralogiques, géochimiques de la stratigraphie ainsi que par l’analyse des assemblages organométalliques et des minéraux précipités à partir d’eau de mer. Cette étude devrait apporter de nouvelles informations sur les changements de composition de l’atmosphère entre 2,45 et 2,21 Ga. Les résultats de ce projet nous permettront aussi d’expliquer les changements de la sédimentation du Paléo protérozoïque.
Figure 1: Carte géologique de l'Australie de l'Ouest montrant la cible de forage
Pourquoi forer dans le groupe de Turee Creek ?
Le groupe de Turee Creek constitue la partie supérieure d’une des trois sections du Bassin de Hamersley, qui a été formé par extension crustale et a accumulé plus de neuf km de sédiments entre 2,8 et 2,2 Ga. Une des particularités de ce bassin est qu’il présente une plateforme carbonatée de roches stromatolithiques continue, qui débute avec la formation de Tumbiana datée de 2,7 Ga (forage PDP1 obtenu en 2004 par notre groupe) et qui culmine entre 2,4 et 2,2 Ga avec la formation Kazput du groupe de Turee Creek. Le groupe de Turee Creek a une épaisseur totale de 3 km environ, et contient une formation ferrifère rubanée (BIF) de la formation Boolgeeda, qui forme le toit du groupe de Hamersley, ainsi que des roches sédimentaires clastiques, des diamectites glaciaires du membre de Meterorite Bore et les carbonates stromatolithiques de la formation Kazput. Ce groupe est ainsi la seule unité au monde qui présente un dépôt continu au travers du GOE, ce qui va nous donner l’opportunité unique d’étudier la nature et la durée de l’augmentation de la teneur en oxygène de l’atmosphère terrestre.
Figure 2 : Section stratigraphique du groupe de Turee Creek. Les cibles potentielles de forages contiennent la transition entre les formations Boolgeeda et Kungari, les diamectites du membre Meterorite Bore et une section de la formation Kazput (d’après Martin Van Kranendonk).
En plus des coûts de forages, la subvention FP-1 va financer un post doctorat de 2 ans. Ce post doctorat a été attribué à J. Marin-Carbonne. Son travail est de développer les analyses in situ des isotopes du Fe, S et du Ni dans les memes minéraux. Ces analyses seront realisèes en utilisant la sonde ionique Cameca HR2 installée à Nancy.
Déformation active et activité sismique le long de la zone de subduction andine au Chili
Coordinateurs: R. Armijo (IPG Paris, France), R. Lacassin (IPG Paris), N. Shapiro (IPG Paris), J.P. Vilotte (IPG Paris)
Collaborations internationales : Universidad de Chile (J. Campos and G. Vargas), Universidad Católica del Norte (G. Gonzalez), GeoForschungsZentrum (GFZ) Potsdam (O. Oncken), University Potsdam (M. Strecker)
La zone de subduction andine au Chili, résultant de la convergence rapide de la plaque de Nazca sous la plaque Amérique du Sud, est une des plus actives au monde comme l’atteste la chaîne des Andes, la plus grande chaîne de montagne et de hauts plateaux de la planète, et la forte activité sismique associée avec quatre très grands séismes sur les 120 dernières années. Les questions scientifiques aujourd’hui sont une meilleure compréhension des processus de déformation transitoire et permanente, leurs variations et leurs interactions, le long de la zone de subduction au Chili. Un objectif, ayant de fortes implications sociétales et économiques, est d’intégrer ces différentes échelles spatiales et temporelles au sein d’un modèle géodynamique.
La zone de subduction Andine au Chili, et les principaux grands tremblements de Terre associés : la taille de la zone de rupture des tremblements de Terre est shématisée par les ellipses. La vitesse et la direction moyennes de convergence entre la plaque Nazca et la plaque Amérique du Sud sont symbolisées par une flèche. Les principales barrières associées à la segmentation de la zone de subduction sont pointées sur la carte.
Répondre à ces questions, requiert des méthodes innovantes d’analyse et de modélisation des données générées par les études de terrain en tectonique et paléo-sismologie, les systèmes d’observation haute-résolution intégrant les réseaux de surveillance géodésiques et sismologiques, opérés par le Laboratoire International Associé « Montessus de Ballore » (https://www.lia-mb.net), l’initiative franco-chilienne entre le CNRS-INSU et l’Université du Chili (Santiago), dont l’IPGP est un des principaux partenaires, et par les systèmes d’observation satellitaire (InSAR).
Les premiers objectifs du projet sont:
- L’analyse détaillé du grand séisme de Maule (Mw 8.6, 27 Février 2010, Chili Central), en termes du processus de rupture, de déformation crustale associée, de changements de propriétés de la croute associés, ainsi que son implication pour l’évaluation de l’aléa au nord de la région centrale du Chili, en particulier au niveau de Valparaiso. Cette analyse exploitera la grande masse, et la résolution unique, des données disponibles aujourd’hui intégrant données sismologiques (aux échelles régionales et globales), géodésiques, et géologiques. Les leçons de cette étude auront d’importantes implications et applications pour l’étude de l’aléa sismique au Nord Chili qui sera menée dans un deuxième temps.
- L’étude de la déformation permanente, associé à la construction des Andes par raccourcissement tectonique, mesurée sur des échelles de temps de 103-107 ans, à peine plus longues que celles du cycle sismique pour les séismes de subduction. Le but est de caractériser l’évolution des structures géologique de vergence ouest en relation avec les processus de la subduction. Le but est de construire un modèle mécanique sera intégrant accrétion tectonique et interface de subduction de manière consistante avec l’évolution tectonique et morphologique le région des Andes centrales et de l’Altiplano. Cette étude impliquera de nouvelles observations de terrain qui seront collectées au cours du projet.
Ce projet supporte financièrement un post-doc d’un an, attribué à Natalia Poiata, et un nombre de missions de terrain pour les études tectoniques.
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Magali Ader |
Utilisation des isotopes stables du carbone de l'oxygène et de l'azote pour calibrer sur des analogues actuels les signatures isotopiques enregistrées dans les sédiments en réponse à différents types d'environnements Identifier le cas-échéant les phases de diagenèse ayant altéré certains signaux paléo environnementaux Reconstituer les paléoenvironnements et paléoécosystèmes précambriens |
IPGP
Bureau 513
+33 1 83 95 75 06
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Jean Besse |
Dynamique interne et externe de la planète en utilisant les outils du paléomagnétisme: - Fonctionnement de la Géodynamo ancienne (intensité et inversions du champ magnétique terrestre). - Tectonique des plaques (vitesse des plaques, dispersion et assemblage des ensembles continentaux, reconstructions paléogéographiques), - Grandes dérives de l'axe de rotation de la Terre comme indicateur de la convection Mantellique. |
IPGP Bureau 136 +33 1 83 95 74 87 |
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Vincent Busigny |
Utilisation des isotopes stables du fer, du carbone et de l'azote dans des roches anciennes afin de reconstruire les conditions
paléo-environementales et paléo-écosystèmes associés.
Etude de systèmes aquatiques anoxiques et ferrugineux tels que le Lac Pavin (Massif Central) comme analogue moderne d'océans Archéen.
Traçage isotopique des processus biogéochimiques depuis la colonne d'eau jusqu'au sédiments pour mieux déchiffrer les signaux enregistrés dans les roches anciennes.
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IPGP Bureau 515 +33 1 83 95 74 34 |
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Pierre Cartigny |
Utilisation des multi-compositions isotopiques du soufre (36S/32S, 33S/32S, 34S/32S) et de l'oxygène (17O/16O, 18O/16O) pour tracer et déduire les conditions paléo-environnementales ainsi que les compositions atmosphériques de l'atmosphère archéenne (> 2500 Ma) et Néoprotérozoique (632 Ma). Analyse de roches anciennes mais aussi d’analogues naturels actuels (Lac Pavin, Massif Central et Lac Dziani, Mayotte). |
IPGP
Bureau 511
+33 1 83 95 75 11
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Frédéric Fluteau |
Etude des changements climatiques pré-Quaternaires grâce à l’utilisation des outils de la modélisation numérique du climat mais aussi des cycles biogéochimiques (notamment celui du carbone) et de l’altération continentale. L’intérêt de ces outils réside dans leur pouvoir de quantification des processus et rétroactions contrôlant le climat terrestre. Reconstruction de l’évolution physico-chimique des enveloppes fluides de l' Archéenne à l’aide de modèles climatique 3-D et géochimique. |
IPGP
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Jérôme Gaillardet |
Identification des signatures isotopiques, minéralogiques et géochimiques des eaux et des sédiments de rivières produits par l’interaction entre les acides sulfuriques Utilisation de ces signatures dans l’interprétation des sédiments (fossiles chimiques) anciens lorsque l’érosion chimique était importante Traceurs isotopiques possibles Mo, W et Cr seront explorés dans les roches anciennes |
IPGP
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Robin Lacassin |
IPGP
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Guillaume Le Hir |
Etude des changements climatiques pré-Quaternaires grâce à l’utilisation des outils de la modélisation numérique du climat mais aussi des cycles biogéochimiques (notamment celui du carbone) et de l’altération continentale. L’intérêt de ces outils réside dans leur pouvoir de quantification des processus et rétroactions contrôlant le climat terrestre. Reconstruction de l’évolution physico-chimique des enveloppes fluides de l' Archéenne à l’aide de modèles climatique 3-D et géochimique. |
IPGP
Bureau 130
+33 1 83 95 74 93
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Johanna Marin-Carbonne |
Utilisation des isotopes stables des métaux (Fer, Nickel, Chrome) afin de mettre en évidence de possibles signatures biologiques et/ou redox des environnement de dépôts enregistrées dans les sédiments anciens. Etude pétrographique et minéralogique des carottes et analyse in situ (SIMS) des compositions des isotopes stables (O,Si) |
IPGP
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Pascal Philippot |
Biosphère profonde et Origine de la vie sur terre |
IPGP
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Natalia Poiata |
Analyse de la sismicite du Chili apres les seismes de Maule 2010 et de Tocopilla 2007 Developpement d'une nouvelle methode de detection et de localisation des evenements sismiques. |
IPGP
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Nikolai Shapiro |
IPGP
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Mark Van Zuilen |
Caractérisation structurale, chimique et isotopique de possibles structures biologiques présentes dans les roches anciennes; microfossiles dans les sédiments chimiques, micro lamines dans les stromatolithes et assemblages minéraux dans les environnements de source hydrothermale. Caractérisation des traces de vies dans les roches archéennes, structure du carbone métamorphisé par spectroscopie RAMAN et FIB-TEM Analyse in-situ des compositions isotopiques et élémentaires de la matière carbonée et des minéraux associés (δ13C, N/C- ratio, δ34S-Δ33S).
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IPGP
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Jean-Pierre Vilotte |
IPGP
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24 novembre 2014, 14:50
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20 septembre 2013, 12:07
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6 septembre 2013, 10:06
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3 septembre 2013, 16:44
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