Tectonique des plaques et géodynamique | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Paléomagnétisme

  Tectonique des plaques et géodynamique

Notre équipe couvre un large éventail de thématiques concernant les contraintes paléomagnétiques sur des problématiques de tectonique à toutes les échelles: locale, régionale, globale. Un aperçu de nos résultats les plus récents est donné ci-dessous.

+ Tectonique Archéenne et Paléo-Protérozoique.

Dyke Archéen (Inde)

Nous avons récemment focalisé nos études sur les formations Archéennes et Paléo-Proterozoïques de Pilbara (Australie) et du craton du Darhwar (Inde). Les méga-dykes de ce dernier nous ont permis de définir un pôle-clef à 2.2 Ga qui confirme que le Darhwar n'était pas accrété aux supercraton Sclavia et Supérieur à 2.4 Ga comme suggéré dans la littérature. Notre donnée démontre ainsi que l'amalgamation de ces cratons n'a pu se produire avant les temps Néo-Archéen, mais que le Darhwar, avec le craton Yilgram, ont pu former ce qui allait devenir le continent Australien. De plus, situés près du pôle, ces cratons ont été englacés aisément lors de l'épisode de "Terre-boule de neige" de l'Huronien.

 

 

+ Paléomagnétisme Méso-cénozoïque d'Asie et d'Italie.

Bien que la base de données paléomagnétiques soit plus dense pour les 300 derniers Millions d'années que pour les époques plus anciennes, notre groupe poursuit l'acquisition de nouvelles données en divers lieux géographiques afin d'alimenter cette base de données. On peut citer 2 chantiers récents, en particulier:

Reconstructions paléogéographique de l'Asie de l'Est

1. Notre effort soutenu d'acquisition de données Méso-Cénozoïques en Asie Centrale, et en particulier en Mongolie, associé à une compilation des données paléomagnétique de toute l'Asie depuis depuis le Crétacé nous a permis de construire un chemin de dérive apparente des pôles (CDAP) pour l'Asie de l'Est (Chine orientale, Mongolie, Sibérie) qui diffère significativement du CDAP de l'Europe au Cénozoïque. Nous interprétons cette différence comme étant liée à des mouvements relatifs Europe/Asie depuis le Crétacé.

 

2. L'étude de sections magnétostratigraphiques Crétacées du Nord de l'Italie nous a permis d'obtenir un CDAP de haute résolution pour les plaques Adriatique et Africaine, et de préciser l'évolution tectonique du Nord des Appenins pour cette période.

 

 

 

+ Reconstructions et phénomènes globaux.

L'évolution de la distribution des segments de lithosphère continentale au cours des 300 dernier Ma révèle des distributions asymétriques par rapport à l'Equateur. Nous avons démontré que l'échelle de temps des variations de ces asymétries est identique à celle des inversions du champ géomagnétique. Cette observation contribue à notre compréhension du couplage entre les mouvements dans le noyau externe fluide et la convection mantellique.

 

D'autre part, en caractérisant l'évolution temporelle du fractionnement continental depuis 600 Ma (cycles de Wilson), nous suggérons que les cycles fractionnement - amalgamation jouent probablement un rôle de premier plan dans les variations du niveau de la mer (eustatisme) de grand amplitude (>~150m) et de très longue période (~300 Ma).

+ Mouvements des plaques et dynamique mantellique.

La confrontation, en collaboration avec d'autres équipes de l'IPG (Géomagnétisme, Sismologie), des modèles de tectonique des plaques, tomographiques et de la subduction mantellique à grande échelle nous a permis de calculer le bilan de croûte subductée, et de comparer les résultats aux estimations d'anomalie de vélocité sismique. Nous avons ainsi proposé une reconstruction 3D de l'évolution du Manteau sous les Amériques.

 

Cette approche nous a ensuite permis d'approcher les mécanismes qui sous-tendent la dérive du pôle de rotation de la Terre et d'autres planètes (True Polar Wander TPW). Sur Mars, nous proposons que la convection pourrait être contrôlée par 2 panaches provenant de la limite noyau-manteau. La perturbation de l'inertie qui en résulte pourrait avoir largement influencé le comportement du pôle de rotation de mars dans son histoire précoce il y a 4 Milliards d'année. Nous suggérons également que le TPW induit par le fonctionnement de ces panaches peut avoir joué un rôle majeur dans la dichotomie N-S observée actuellement et dans la position équatorial du plateau volcanique Tharsis. Sur Terre, la modélisation de la convection mantellique nous a permis de montrer que le pôle de rotation se déplace sur un plan dont le pôle est perpendiculaire à l'Afrique. La trajectoire de l'axe de rotation est confinée aux "creux" du géoïde induits par les subductions circum-Pacifiques, phénomène qui apparaît comme un trait permanent du fonctionnement de la Terre depuis la fin du Paléozoïque. Enfin, une étude portant sur les 410 derniers Ma montre que les changements majeurs dans la direction de dérive des pôles ne provoquent pas de réponses rapides, comme des collisions crustales, mais résultent plutôt d'une réponse à des évenements tectoniques d'activation - désactivation de zones de subduction s'étant produits plusieurs dizaines de millions d'années auparavant. Ceci apporte des contraintes sur le rythme de l'évolution temporelle des hétérogénéités de densité du manteau.

+ Anisotropie de susceptibilité magnétique et tectonique régionale.

L'anisotropie de susceptibilité magnétique (ASM), alliée au magnétisme des roches, constituent un outil puissant pour caractériser l'évolution tectonique d'objets géologiques à l'échelle régionale. Ces outils nous ont ainsi permis de caractériser l'évolution tectonique de plutons en Algérie et en Bulgarie. En Antarctique l'ASM des migmatites de Dumont d'Urville suggère que le pic de métamorphisme à 1.7 Ga qui affecte l'ensemble du craton est associé à des changements structuraux majeurs. Le rôle des dykes dans l'effondrement des édifices volcaniques a été mis en évidence à Hawaï, au Maroc et au Portugal. Enfin, des caractérisations de contextes tectoniques en rotations de bloc ont pu être précisées grâce à des études d'ASM menées en Algérie (bassins de Mitidja et Cheliff), en Lybie, au Portugal et dans les Pyrénées.