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Animateur de l’axe : Monteux Julien
La Terre se distingue des autres corps planétaires par une dynamique mantellique active couplée à une tectonique des plaques. Ces processus rendent particulièrement difficile l’étude des premiers stades d’évolution de notre planète formée il y a plus de 4,5 milliards d’années. L’évolution de notre planète dépend de la nature des corps qui se sont accrétés pour la former, puis des processus qui ont permis sa structuration chimique. La Terre s’est rapidement différenciée pour former la croûte en surface, le manteau et le noyau au centre, ainsi que ses enveloppes externes (hydrosphère et atmosphère). Ce sont les interactions entre ces différentes enveloppes qui ont conduit et contrôlé l’émergence de la vie, mais aussi son maintien et son évolution jusqu’à nos jours. Dans cet axe, nous avons pour objectif de retracer l’histoire de la Terre depuis sa formation jusqu’au développement des premiers environnements favorables à la vie, en se basant sur l’expérimentation, l’analyse des échantillons naturels et la modélisation numérique.
Les objectifs principaux sont :
(1) Reproduire le scénario physico-chimique permettant de passer des compositions météoritiques à la Terre actuelle (ex. rôle de la fugacité d’oxygène, des éléments volatils). Tenter de préciser par des mesures isotopiques, la nature du matériel accrété pour former la Terre.
(2) Etudier les mécanismes d’accrétion (impacts, érosion collisionnelle, etc).
(3) Préciser les coefficients de partage des éléments pour les conditions des événements de différenciation précoce (ségrégation du noyau, cristallisation de l’océan magmatique) et ainsi mieux contraindre la composition des différents réservoirs (noyau, manteau, proto-croûte).
(4) Evaluer les changements géodynamiques au cours de l’histoire précoce de la Terre (stade océan magmatique, convection moderne, initiation de la tectonique des plaques, changement de composition de la lithosphère archéenne, environnements primitifs et apparition de la vie).
(5) Préciser les relations Terre-Lune.
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Opportunités de post-doc :
Chaque année, ClerVolc propose 3 bourses de post-doc d’une durée de 2 ans pour travailler au LMV sur des projets qui peuvent être en lien avec la Terre Primitive. N’hésitez pas à nous contacter pour plus d’informations (julien.monteux@uca.fr).
Post-doctorats en cours :
- Maxime Maurice (Post-doctorant ERC Forever) : Magma ocean solidification and degassing
- Aaron Ashley (Post-doctorant ERC Forever) :
- Guillaume Florin (Post-dotorant Fellowship ClerVolc) : Isotopic fractionation during disequilibrium condensation.
- Marine Boulanger : (Post-dotorante Fellowship ClerVolc) : The fate of melts within the slow-spreading lower oceanic crust: New insights from Atlantis Bank.
- Antoine Bénard (Post-dotorant Fellowship ClerVolc): Magmatisme, métasomatisme et recyclage dans les zones de subduction.
Thèses en cours :
- Émile Grandhomme : Âge de la Lune et chronologie de formation des réservoirs
- Thomas Bonnefond : Planetary heat transport and its influence on the thermal evolution of terrestrial planets
- Alexandra Malnuit (Thèse ERC Forever) : Experimental study of the Rare Earth Elements evaporation in planetary magma reservoirs
- Simon Bouchard (Thèse ERC Forever) :
- Coline Pinchon (Thèse ERC Forever) : Les gaz rares dans les conditions d’un océan magmatique profond
- Yona Boil (Thèse ERC Forever) : Étude du comportement des éléments volatiles (C, H, N, S, O) au sein d’un océan de magma profond pendant la différenciation terrestre et implications pour la composition du noyau.
- Thomas Rouyer : Origine du carbone des carbonatites : contraintes apportées par les systématiques courtes périodes 146Sm-142Nd et 182Hf-182W.
Post-doctorats récents :
- Pallabi Basu (Post-dotorante ERC GOforISOBIF): Quantifier l’état d’oxygénation des océans Précambriens grâce aux isotopes stables et radiogéniques du Cerium (Ce).
Thèses récentes :
- Jessy Dominique : Caractérisation chimique et physique de la limite lithosphère asthénosphère (LAB).
- Syro Lacerda : Pétrologie des granitoïdes de la portion nord de la Ceinture Mineïro et son rôle tectonique.
- Julie Mallens : Formation et évolution des croûtes primitives, apports des systèmes isotopiques U-Th-Pb et Rb-Sr dans l’apatite.
- Siddharth Khan : Thermochemical differentiation of lower mantle induced by H2O activity.
- Théo Biget : Evolution de la différentiation crustale : une étude prétrogéochimique multi-échelles.
- Tristan Engels : Le comportement des volatils (C, H, N, O et S) durant les impacts lors de la formation des planètes.
- Steve Kitoga : Recyclage d’un plancher océanique silicifié d’age Paléoarchéen vers la zone source des TTGs: Origine du « découplage » isotopique du silicium et de l’oxygène à Barberton (Afrique du Sud).
- Quentin Aquila : Explorer la géochimie des océans archéens avec les Formations de fer rubanées (BIF) : apport des compositions isotopiques Hf-Nd-Pb
- Lukas Nicol : Développement et application de la mesure des isotopes de l’europium pour étudier l’évolution de l’activité hydrothermale dans les océans
- Baraa Qaddah : Modélisation numérique de la dynamique et de l’évolution thermique d’une goutte métallique en chute libre dans un milieu visqueux (LIEN)
- Claudine Israel : Retracer l’évolution de la Terre silicatée par le couplage des systèmes isotopiques lanthane-cérium et samarium-néodyme (LIEN)
- Remy Pieru : Fusion du manteau à haute pression et haute température : application à la dynamique de la Terre primitive (LIEN)
- Paul Frossard : Anomalies nucléosynthétiques du néodyme et du samarium dans les météorites, traceurs de l’origine et de l’évolution du système solaire interne (LIEN)
- Damien Freitas : Les propriétés de transport des matériaux du manteau supérieur terrestre, enseignements des expériences in situ à HP et HT (LIEN)
- Nathan Ingrao : Etude expérimentale du omportement des Terres Rares en milieu réducteur : applications à la nébuleuse solaire et à la formation des chondrites à enstatite (LIEN)
- Pierre Faure : Comportement des éléments lithophiles lors de la formation du noyau terrestre (LIEN)
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Sélection de résultats scientifiques marquants depuis 2021 :
Une bourse européenne prestigieuse pour un projet de recherche à Clermont-Ferrand
L’état de valence de l’ytterbium comme sonde à oxygène dans le système solaire primitif
Comment se comportent les cristaux dans un océan magmatique ?
Les océans magmatiques primitifs à l’origine d’éruptions volcaniques récentes
L’intérieur de la planète Mercure se dévoile un peu plus grâce à son champ magnétique
Le CO2 beaucoup plus soluble que prévu dans les basaltes à haute pression : le cycle du CO2 revisité
Une tectonique des plaques et des carbonates déjà présents sur Terre au début de l’Archéen (~4 Ga)
- Une météorite informe sur la nature des planétésimaux du système solaire primitif (2019)
- Dynamique et stabilité d’une goutte de fer en chute dans un océan magmatique (2019)
- Évolution thermique d’une goutte de métal tombant dans un océan magmatique (2020)
- Impact planétaire: Propagation des ondes de choc à l’intérieur de planètes différenciées (2019)
- Le manteau terrestre est resté partiellement fondu pendant plus de 500 Ma après la solidification de l’océan magmatique (2020)
- La fusion partielle du manteau aurait retardé l’établissement de la tectonique des plaques pendant 2.5 milliards d’années (2018)
- Evolution de la croute archéenne par l’analyse des minéraux accessoires (2020)
- Préservation des signatures primaires dans les apatites encapsulées dans un zircon (2020)
- Où se trouvent les volatils manquants ? – Le manteau inférieur terrestre comme possible réservoir (2020)
- L’oxygénation de l’atmosphère terrestre pourrait être contrôlée par la dynamique interne de notre planète (2018)
- Contraintes sur l’oxygénation atmosphérique et la glaciation globale au cours du Paléoprotérozoïque par systématiques Lu-Hf dans des Zircons (2020)
- Pas d’océan-caché dans le noyau terrestre! (2018)
- Evidence de la croissance de la graine dans la source des panaches mantelliques? (2019)
- De l’eau liquide sur Mars il y a moins de 227 millions d’années (2019)
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Article scientifique :
• 152 Article scientifique au 2026-05-28 17:02:05
- Boyet M., Carlson R.W., Horan M. (2010). Old Sm-Nd ages for cumulate eucrites and redetermination of the Solar System initial 146Sm/144Sm ratio, Earth and Planetary Science Letters, 291, 172-181,. DOI:10.1016/j.epsl.2010.01.010,
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