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Formation et évolution de la lithosphère océanique
Coordonnateur : Benoît Ildefonse
Chercheurs et enseignants-chercheurs impliqués : O. Alard, D. Bosch, F. Boudier, M. Godard, P. Gouze, B. Ildefonse, Y. Lagabrielle, A. Nicolas
Ingénieurs et équipes techniques : F. Barou, B. Boyer, O. Bruguier, B. Galland, C. Merlet
L’activité de l’équipe sur les dorsales et la lithosphère océaniques se poursuivra dans la continuité des travaux récents. Ces derniers mettent notamment en lumière différents processus d’interactions entre roches, magma et fluides, qui contrôlent au premier ordre la formation (interactions magma/roche, accrétion crustale) et l’évolution (déformation, altération hydrothermale, interactions eau/roche) de la lithosphère océanique. Ce sont ces processus d’interactions qui sont au cœur des projets et chantiers en cours ou à venir.
Bien qu’ils soient identifiés au premier ordre, les mécanismes d’accrétion de la croûte océanique inférieure restent mal compris dans le détail, du fait notamment du manque d’échantillons in situ. Dans la continuité de notre travail sur les processus d’imprégnation magmatique dans la lithosphère océanique aux dorsales lentes, nous allons entreprendre l’étude structurale et géochimique des gabbros, échantillonnés notamment par forage dans l’Atlantique, ainsi que de troctolites échantillonnés dans les Alpes Ligures, un système ophiolitique analogue aux dorsales lentes actuelles. Notre objectif est de documenter les interactions magma/roches et leur relation avec le développement de zones d’accrétion asymétrique dans ce type de croûte. Aux dorsales rapides, l’échantillonnage in situ des premiers gabbros de la croûte océanique inférieure, sous la zone de transition gabbro/complexe filonien, devrait arriver bientôt avec la probable poursuite du forage dans le puits ODP-IODP 1256D. Ces gabbros permettront de tester directement les modèles d’accrétion océanique en présence, élaborés notamment à partir des observations dans l’ophiolite d’Oman.
- Fumeurs du site hydrothermal Rainbow (dorsale médio‐Atlantique, 30°N) et exemple de serpentinite à veine de carbonate échantillonnée à proximité.
Les mécanismes d’accrétion dépendent du régime thermique de la dorsale, et notamment de l’hydratation de la lithosphère océanique nouvellement formée. Les processus d’échanges thermique et chimique entre l’hydrosphère et la lithosphère modifient à terme les propriétés physiques de cette dernière et son comportement lors de la subduction (notamment son rôle dans la sismogenèse, ou dans le magmatisme d’arc et d’arrière-arc). On cherchera à caractériser les sources et les mécanismes de l’hydratation dans les zones d’accrétion (zones de cisaillement ductiles échantillonnées par forage et submersible dans les gabbros océaniques, gabbros et zone de transition manteau-croûte dans l’ophiolite d’Oman). L’hydratation du manteau océanique (serpentinisation) s’accompagne de réactions complexes impliquant le piégeage du carbone et la production d’hydrogène naturel. L’étude de ces processus réactionnels est au cœur des projets ANR CO2-FIX et PIE HY-GEO auxquels nous collaborons. Notre équipe travaille plus spécifiquement sur leur description et leur quantification en milieu naturel (ophiolite d’Oman, Massifs Rainbow et Atlantis à la dorsale Médio-Atlantique), en complément d’études expérimentales au cours desquels ces processus sont reproduits en conditions contrôlées en laboratoire (ICARE, coll. équipe « Subsurface »).
