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SUMMARY:Séminaire Bruno Dhuime
DESCRIPTION:Continental growth\, onset of plate tectonics and rise of the continents \n  \nUnderstanding when and how the continental crust was generated is an important step in unraveling the evolution of the Earth system\, yet these questions remain a matter of great debate. Hf isotopes in zircon and Nd isotopes in sediments suggest that new continental crust was generated continuously\, but with a marked decrease in the growth rate at ~3 Ga\, which can be related to the onset of plate tectonics. By 3 Ga at least ~65–75% of the present volume of the continental crust had been generated. There is increasing evidence that ~3 Ga also marked the transition between two different types of continental crust. Pre-3 Ga crust was on average mafic\, dense and relatively thin (<20 km). In contrast\, continental crust that formed after 3 Ga gradually became more intermediate in composition and thicker. The increase in crustal thickness is accompanied by increasing rates of crustal reworking and increasing input of sediment to the ocean. These changes may have been accommodated by a change in the lithosphere strength at around 3 Ga\, as the latter became strong enough to support high relief crust. A box model is used to evaluate the timing of crust generation and destruction from 4–0 Ga. Relatively large volumes of crust were destroyed in the late Archaean and Early Proterozoic and over 100% of the present volume of continental crust has been recycled back into the mantle since 3 Ga.
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SUMMARY:Séminaire de Véronique Leroux
DESCRIPTION:Trois histoires de volatils dans les zones de subduction \nVéronique Le Roux\, Woods Hole Oceanographic Institution \nDans cette présentation\, nous explorerons trois aspects du transport de matériel crustal et d’éléments volatils\, tels que l’eau et les halogènes\, dans les zones de subduction.  La première partie de ce séminaire sera consacrée au budget des halogènes dans la plaque subductée. En particulier\, nous discuterons de l’utilité de combiner deux approches géochimiques distinctes dans les éclogites naturelles pour contraindre les flux élémentaires en zone de subduction. La deuxième partie de ce séminaire s’intéressera aux changements physiques et chimiques des péridotites naturelles lors de leur interaction avec des fluides hydrothermaux\, en zone de subduction ou ride océanique. En particulier\, nous explorerons comment la micro-tomographie 3D peut apporter des contraintes uniques sur le processus de serpentinisation. Enfin\, la troisième partie de ce séminaire s’intéressera au transport de matériel crustal hydraté\, depuis la plaque subductée jusqu’au coin du manteau. En particulier\, les résultats des expériences haute-pression haute-température nous permettront de discuter du rôle des mélanges\, ces roches qui forment à l’interface entre la plaque subductée et le manteau serpentinisé\, dans la composition des magmas d’arcs.
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SUMMARY:Pot des vocanologues Aline Peltier
DESCRIPTION:Titre : « Imagerie de la structure interne du Piton de la Fournaise » \n \n  \nCette présentation concernera les principaux résultats de l’ANR SlideVolc dont le  résumé est ci dessous. L’un des objectifs de l’ANR SlideVolc était d’imager plus précisément la structure interne du Piton de la Fournaise. Une mission de tomographie de résistivité électrique (ERT) de grande ampleur couplée à des mesures de polarisation spontanée et de magnétisme a été réalisée en 2017 au niveau du cône terminal du volcan. Une transition claire a été mise en évidence entre la partie est et ouest de la zone sommitale\, avec l’influence du système hydrothermal bien visible sous la partie ouest. Aucun plan de glissement superficiel n’a pu être identifié\, même si la marque d’un possible plan plus profond est visible et pourrait se poursuivre au sein ou au dessus de la zone de sismicité profonde identifiée par l’OVPF sous le flanc Est . En complément\, le re-traitement des données magnétiques et électromagnétiques héliportées\, acquises en 2014 par le BRGM a permis de cartographier ces structures à l’échelle de l’Enclos Fouqué. Les profils de résistivité imagent une stratification sur l’ensemble de l’Enclos Fouqué composé d’un horizon superficiel très résistant (400 – 600 mètres d’épaisseur) correspondant aux coulées de laves récentes non altérées et d’un conducteur en profondeur correspondant à des formations anciennes altérées. Plusieurs structures verticales dans cet horizon profond semblent liées à des failles ou structures anciennes qui pourraient être remobilisées dans de futures déstabilisations. Enfin\, la géophysique héliportée a permis d’imager l’accumulation de dikes le long des trois principales rift-zones du volcan (NE/N120/SE). L’ensemble de ces résultats\, issus de nouvelles acquisitions ou de nouveaux traitements\, donne une meilleure image de la structure profonde sous l’édifice (jusqu’à 800 m) et montre une hétérogénéité du milieu avec la présence en profondeur d’interfaces et de structures transitionnelles et des variations à prendre en considération dans les modélisations numériques afin d’en assurer le réalisme.
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SUMMARY:Soutenance de thèse d'Alexis Hrysiewicz
DESCRIPTION:Caractérisation des déplacements liés aux coulées de lave au Piton de la Fournaise à partir de données InSAR \nInterférogramme TerraSAR-X de très haute résolution de la coulée de lave de septembre 2018 au Piton de la Fournaise. Le franges interférométriques sont fonction des déplacements de la coulée et de l’épaisseur. \nDepuis 2003\, le service d’observation OI2 (Observatoire InSAR de l’Océan Indien)\, composante du Service National des Observations en Volcanologie (SNOV) analyse les déplacements du sol causés par l’activité volcanique du Piton de la Fournaise en utilisant des données InSAR (Interférométrie Radar à Synthèse d’Ouverture). Un des résultats majeurs est l’identification lors de l’éruption de 2007 d’un déplacement horizontal de plus de 1.4 m de l’ensemble du Flanc Est du Piton de la Fournaise vers la mer. Des résultats plus récents ont montré que ce glissement continuait entre 2009 et 2014 avec une décroissance de la vitesse des déplacements. Il a aussi été montré qu’à ce déplacement de grande longueur d’onde se superposent des déplacements plus localisés dus à la contraction thermo-mécanique des coulées de lave et à la flexion du substratum sous le poids de ces coulées. Il est donc difficile de caractériser précisément et indépendamment ces deux composantes des déplacements affectant le Flanc Est du Piton de la Fournaise. Le principal objectif de cette thèse est de caractériser les déplacements associés aux coulées de lave pour supprimer la contribution des coulées des observations et isoler les signaux qui sont seulement liés à des signaux de grande longueur d’onde. Afin d’atteindre cet objectif\, nous avons dû développer des algorithmes permettant de contourner précisément les coulées\, d’estimer leur surface et leur volume avec les incertitudes associées. Ces algorithmes exploitent les données de cohérence interférométrique dans une approche probabiliste itérative. Ils sont maintenant utilisés en routine dans le cadre du service OI2 pour fournir aussi rapidement que possible à l’Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise\, des cartes des coulées. L’étude des coulées de lave mises en place entre 2014 et 2018 montre que la contraction thermo-mécanique de la coulée et la flexion du substratum dépendent à la fois de la durée écoulée depuis la mise en place\, de l’épaisseur de la coulée\, de la pente locale et éventuellement de la structure interne de la coulée (présence de tunnels de lave). Un an après la mise en place\, les déplacements verticaux et horizontaux peuvent atteindre plusieurs dizaine de centimètres par an. Ces déplacements diminuent ensuite de façon exponentielle avec le temps. Nous avons cherché à modéliser les déplacements verticaux en fonction de l’épaisseur des coulées. Nos résultats montrent que ces déplacements pourraient contribuer jusqu’à 80% des déplacements mesurés sur le Flanc Est du Piton de la Fournaise. Les déplacements du substratum observés sur le pourtour des coulées apportent des contraintes sur la rhéologie de la partie la plus superficielle de ce substratum. Cette rhéologie apparaît fortement variable au sein de l’Enclos Fouqué révélant une forte dépendance à l’histoire des dépôts successifs accumulés en chaque endroit. Un substratum se comportant de façon poroélastique dans sa partie la plus superficielle (∼ 100 m) permet néanmoins d’expliquer de façon relativement satisfaisante les observations.
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SUMMARY:Séminaire de Jabrane Labidi
DESCRIPTION:Title: Hydrothermal 15N15N abundances constrain the origins of mantle nitrogen  \nNitrogen (N) is the main constituent of the Earth’s atmosphere\, but its provenance in the Earth’s mantle is uncertain. The relative contributions of primordial nitrogen inherited from Earth’s accretion versus that subducted from the Earth’s surface remain unclear. Here\, we show evidence that mantle nitrogen is inherited during Earth’s accretion. We use the rare 15N15N isotopologue of N2 as a novel tracer of air contamination in volcanic gas effusions. By correcting for air contamination in the gases using this tracer\, we derive new estimates for mantle d15N\, N2/36Ar and N2/3He ratios from three volcanic regions: Iceland\, Eifel (Germany)\, and Yellowstone (USA).  Our results show that negative d15N values observed in gases\, previously regarded as indicating a mantle origin for the nitrogen\, in fact represent dominantly air-derived N2 that experienced 15N/14N fractionation in hydrothermal systems. Using two-component mixing models to correct for this effect\, the 15N15N data allow unambiguous extrapolations that characterize mantle endmember d15N\, N2/36Ar and N2/3He values. We show that the Eifel region has slightly elevated d15N and N2/36Ar relative to the convective mantle\, consistent with subducted nitrogen being added to the mantle source. In contrast\, we find that while the Yellowstone plume has d15N significantly greater than the convective mantle\, resembling surface components\, it possesses N2/36Ar and N2/3He ratios indistinguishable from the convective mantle. This observation is challenging to reconcile with significant nitrogen addition from the surface.  We conclude that while d15N variation may occur within the deep Earth as a result of subduction as illustrated by the Eifel data\, our data for Yellowstone are most consistent with a lack of surface-derived subducted components. Our 15N15N-based analysis suggests that convective mantle and plume d15N values are both primordial features.
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SUMMARY:Soutenance de thèse de Pierre Faure
DESCRIPTION:Vendredi 22 novembre à 14h (Amphi 4 du Pôle Amphithéâtres Sciences sur le Campus des Cézeaux de Clermont-Ferrand)\, Pierre Faure soutiendra sa thèse intitulée : \n« Comportement des éléments lithophiles lors de la formation du noyau terrestre. » (Behavior of lithohile elements during the Earth’s core formation) \nRésumé: \nThe earliest history of the Earth was marked by accretion and core formation within about 100 Myr. The Bulk Silicate Earth (BSE) shows a depletion in siderophile elements coherent with a core differentiation within a magma ocean under a wide range of pressure\, temperature and oxygen fugacity conditions. However\, the impact of core formation on non siderophile elements has yet to be understood. Since the metal-silicate partition coefficient is a function of the physical and chemical conditions of metal-silicate differentiation\, it is necessary to characterize the behavior of so-called lithophile elements and its evolution during Earth’s accretion in order to determine the effect of core formation on the distribution of these elements within our planet. We performed about 60 new high-pressure and high-temperature experiments of metal-silicate partitioning for several elements (uranium\, thorium\, rare earth elements\, alkali elements) in order to determine their behaviour during Earth’s accretion. This study brings new constraints for Earth’s accretion models and refines our understanding of the core and BSE composition.
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SUMMARY:Soutenance de thèse de Nathan Ingrao
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SUMMARY:Soutenance de thèse de Simon Thivet
DESCRIPTION:Vendredi 29 novembre à 14h\, Simon Thivet soutiendra sa soutenance de thèse intitulée  « Les dynamismes éruptifs et mécanismes associés en contexte basaltique : étude du Piton de la Fournaise\, île de La Réunion\, France ».\n\nLa présentation aura lieu dans l’amphithéâtre Recherche de L’Ecole Universitaire de Physique et Ingénierie (EUPI).\nsitué au campus des Cézeaux entre le Laboratoire Magmas et Volcans (LMV) et l’Observatoire du Globe de Physique de Clermont-Ferrand (OPGC).\nLa présentation sera axée sur l’ensemble des processus magmatiques à l’origine des différents types d’éruptions explosives que l’on peut observer au sein des volcans basaltiques.\nCes travaux de thèse se sont notamment appuyés sur des échantillonnages détaillés de plusieurs éruptions plus ou moins récentes au Piton de la Fournaise (La Réunion) et au Karthala (Comores).\nL’analyse conjointe de ces échantillons en laboratoire ainsi que des données de surveillance enregistrées par l’Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise (OVPF) ont permis de révéler un certain nombre de mécanismes clés gouvernant les styles éruptifs en surface.\n  \n\nLe jury sera composé de : \n\nRosa Anna Corsaro (INGV di Catania)\, Rapporteure\nMichel Pichavant (ISTO Université D’Orléans)\, Rapporteur\nMargherita Polacci (University of Manchester)\, Examinatrice\nHélène Balcone-Boissard (ISTeP\, Université Sorbonne Paris Cité)\, Examinatrice\nGeorges Boudon (IPGP\, Université de Paris)\, Examinateur\nPatrick Bachèlery (LMV\, Université Clermont Auvergne)\, Examinateur\nLucia Gurioli (LMV\, Université Clermont Auvergne)\, Directrice de thèse\nAndrea Di Muro (IPGP-OVPF\, Université de Paris)\, Codirecteur de thèse\n\n\n  \nRésumé : \nLes éruptions basaltiques sont de plus en plus étudiées au sein de nombreux volcans à travers le monde. Cependant\, les processus pré- et syn-éruptifs gouvernant ces éruptions ne sont pas entièrement compris. Dans le but de caractériser et comprendre l’ensemble des mécanismes opérant depuis le système magmatique superficiel jusqu’à la surface\, cette thèse est principalement axée sur l’étude des produits éruptifs du Piton de la Fournaise (île de la Réunion\, France)\, qui est l’un des volcans les plus actifs au monde. Des analyses texturales et géochimiques sur les pyroclastes et les laves sont conjointement réalisées dans le but d’identifier des paramètres clés pouvant être reliés à des processus magmatiques majeurs\, à des dynamiques éruptives et à des mécanismes de fragmentation. Lorsque cela est pertinent\, ces interprétations sont intégrées à des données de surveillance pré- et syn-éruptives acquises au sol ou par télédétection. \nLe premier objectif de cette étude intégrée est de mieux comprendre les mécanismes à l’origine des surpressions magmatiques et des dynamiques éruptives lors des éruptions récentes du Piton de la Fournaise. Au cours de l’éruption de Juin 2014\, les déclenchements éruptifs ainsi que les transitions syn-éruptives d’un régime hawaiien vers un régime strombolien relativement faible\, associés à une diminution du flux lavique\, ont été liés à une vésiculation et à une surpression pré-éruptive du magma qui furent indirectement mises en évidence par l’émission de pyroclastes de type golden pumice (pyroclastes très vésiculés et vitreux). Au contraire\, l’éruption de Juillet 2015 (émission de golden pumice relativement rare) a été déclenchée par un apport magmatique superficiel qui a pu être identifié au sein des signatures texturales et géochimiques des produits éruptifs. \nUn an plus tard\, une autre éruption de courte durée s’est produite en Septembre 2016\, produisant beaucoup de golden pumice. Cependant\, cette éruption dominée par des fontaines de lave\, se comporta de manière atypique et fut associée à une augmentation du flux lavique et d’une émission inhabituelle de cendres lors du dernier jour de l’activité éruptive. Le deuxième objectif de la thèse est donc d’améliorer nos connaissances sur la transition d’une activité hawaiienne (associée à l’émission de pyroclastes de type golden pumice et fluidal scoria) vers une activité plus explosive associée à l’émission de scories et de cendres relativement denses et riches en cristaux\, de type opaque. Les analyses texturales et chimiques des produits éruptifs confirment l’hypothèse selon laquelle ces scories et cendres denses sont issues du refroidissement et du dégazage en sub-surface du magma initialement vésiculé et vitreux. Il est donc possible de former un bouchon faiblement perméable\, provoquant des impulsions magmatiques pressurisées à faible profondeur et une activité explosive transitoire sous l’influence et la remontée tardive d’un magma relativement peu dégazé. \nIl est communément admis que l’activité effusive représente la majorité du volume magmatique émis au sein des volcans boucliers basaltiques. Cependant\, l’éruption de Septembre 2016 a montré que les éruptions basaltiques peuvent parfois produire des aléas liés à des émissions de cendres non-négligeables. Par conséquent\, le troisième but de la thèse est de rassembler une série d’échantillons correspondant aux principales éruptions historiques et récentes des volcans du Piton de la Fournaise et du Karthala (île de Ngazidja\, Comores). L’étude de ces différents dépôts cendreux révèle des caractéristiques texturales très différentes suggérant différents processus de fragmentation\, à savoir la fragmentation ductile\, la fragmentation fragile (provoqué par la cristallisation syn-éruptive du magma juvénile)\, des interactions entre l’eau et le magma\, des vitesses de remontée magmatiques élevées ou encore la fragmentation par cisaillement pendant l’effondrement de calderas. \nToutes ces connaissances exposent de nombreux processus magmatiques et de fragmentation qui mettent en évidence la complexité des mécanismes à l’origine de telles éruptions basaltiques. Ces travaux de thèse ne représentent qu’une partie des possibilités de recherche sur les éruptions basaltiques. Dans le futur\, de nombreuses études de laboratoire supplémentaires et de surveillance de l’activité en temps-réel pourront être réalisées pour encore mieux comprendre et mieux prévoir l’évolution de l’activité éruptive en surface qui peut présenter des risques inattendus pour les populations environnantes. \n  \n  \nPhoto : Eruption de Septembre 2016 au Piton de la Fournaise
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