DyETI : Dynamique et évolution de la Terre interne

Programme géré par l'INSU

  • Financé par : INSU, CNES
  • Comité scientifique : Bruno GOFFE et Anne PAUL (co-responsables) ; Bernard BOURDON, Didier BOURLES, Pierre CARDIN, Georges CEULENEER, Philippe CHARVIS, Catherine CHAUVEL, Jean CHERY, Pierre CHOUKROUNE, Anne DAVAILLE, Christine DEPLUS, Luce FLEITOUT (IRD), Yves GALLET, Philippe HUCHON, Gauthier HULOT, Jean-Marc LARDEAUX, John LUDDEN, Joseph MARTINOD, Bertrand MEYER, Manuel MOREIRA, Walter ROEST (IFREMER), Christophe SOTIN, Jeannot TRAMPERT, Catherine TRUFFERT (BRGM), Pascale ULTRE-GUERARD (CNES)

A la suite du programme "Intérieur de la Terre", arrêté en 2002, le programme DyETI traite des questions fondamentales sur la dynamique interne de la Terre.

Le noyau : dynamique propre et couplages avec les autres enveloppes terrestres

Animateurs : Gauthier Hulot et Philippe Cardin

  • l'exploitation des données magnétiques historiques et spatiales
  • le développement de l'archéomagnétisme et du paléomagnétisme pour préciser la dynamique du noyau au cours des dernières dizaines, voire centaines, de milliers d'années et au cours des inversions
  • l'amélioration de méthodes de simulations numériques
  • l'analyse comparée des observations, des résultats expérimentaux et des résultats de simulations numériques du comportement dynamique du noyau
  • l'étude des instabilités du noyau
  • l'influence du noyau et du système Terre en général sur la croissance et la structure de la graine
  • le comportement mécanique globale du système graine-noyau-manteau
  • l'influence du manteau sur le comportement au très long terme de la géodynamo
  • les conditions inhabituelles imposées par le noyau sur l'ionosphère et la magnétosphère par le passé

Ces recherches ont recours à différentes méthodes d'investigation (méthodes du géo/archéo/paléomagnétisme, de la géodésie, de la sismologie, des géomatériaux...).

Localisation de la déformation lithosphérique

Animateurs : B. Meyer et J. Chery

Le comportement mécanique et la rhéologie de la lithosphère suscitent de nombreux débats et font l'objet d'approches et de modélisations très diverses. De nombreuses questions se posent, par exemple :

  • quelles sont les contributions respectives de la croûte et du manteau lithosphérique dans la résistance de la lithosphère, et quelle en est la conséquence sur la déformation géologique ?
  • quel est le comportement mécanique moyen de la lithosphère continentale à court et long terme ?
  • comment caractériser la résistance des zones de déformation localisée de façon absolue et la comparer à celle de zones non déformées ?
  • comment établir des relations entre les échelles de temps et d'espace des phénomènes transitoires impliqués dans la déformation lithosphérique et les propriétés rhéologiques de la lithosphère ?

Ces questions sont abordées en associant observations de terrain et modélisations numériques ou analogiques. Dans ce cadre, l'accent est mis sur les aspects suivants :

  • imagerie géophysique, structure et pétrophysique de la croûte et de la lithosphère dans les zones déformées
  • répartition de la déformation lithosphérique en surface et en profondeur, en réponse à des forces tectoniques, des charges gravitaires (ou sédimentaires)
  • contraintes géodésiques, sismologiques et géologiques sur la localisation de la déformation
  • modélisation des interactions entre la croûte sismogénique, la croûte inférieure et le manteau
  • acquisition de données temporelles sur les temps caractéristiques de la déformation lithosphérique et modélisation des vitesses des processus tectoniques

Convection et traceurs géochimiques

Animateurs : Georges CEULENEER, Anne DAVAILLE et Manuel MOMEIRA

Ce thème regroupe les projets traitant de la dynamique du manteau utilisant différentes approches complémentaires (sismologie/minéralogie, géochimie/convection...), et plus particulièrement :

  • les panaches et les intéractions panache-dorsale
  • la convection en présence de plaques tectoniques
  • les interactions manteau/noyau et manteau convectif/lithosphère
  • l'effet sur la dynamique fine de la convection des transitions de phase à très hautes pressions et températures mises en évidence par la physique du solide
  • les relations entre vitesses sismiques, anisotropie, minéralogie, composition et température, et entre modèles tomographiques et géométrie convective
  • les processus pétrologiques et géophysiques à l'origine des réservoirs géochimiques terrestres et gouvernant leur évolution (identification de la nature des phases et lithologies porteuses des différentes signatures géochimiques ; études expérimentales permettant d'élargir notre connaissance du diagramme de phase du manteau à des lithologies peu étudiées jusqu'à présent mais fondamentales pour notre compréhension des transferts géochimiques (pyroxénites, éclogites, péridotites métasomatisées...), les modèles de convection et de migration des magmas prenant explicitement en compte les transferts géochimiques.

Subduction

Animateurs : Catherine Chauvel et Joseph Martinod

Les zones de subduction jouent un rôle fondamental dans la géodynamique globale de la Terre puisqu'elles sont le lieu de formation et de destruction de vastes volumes de croûte terrestre, et le lieu d'activités sismiques et volcaniques intenses. Cependant, elles restent mal comprises du fait de l'énorme complexité des phénomènes mis en jeu. Des progrès sont attendus dans la compréhension des mécanismes agissant dans les zones de subduction et dans l'établissement des bilans de masse qui en résultent grâce à une approche multidisciplinaire associant géodynamiciens, tectoniciens, numériciens, pétrologues, géochimistes, expérimentateurs, sismologues, etc. L'observation et la comparaison de différents types de subduction active sont aussi nécessaires.

Les recherches, dans ce thème, sont fédérées autour de quelques questions fondamentales :

  • importance et rôle de la friction apparente sur le plan de subduction et le cycle sismique
  • détermination de la distribution des isothermes dans le coin mantellique ; effets sur l' hydratation et l'érosion ou accrétion sub-lithosphérique, couplage visqueux plaque plongeante/manteau
  • détermination des temps caractéristiques de transferts d'éléments, relation entre mécanisme de transferts des éléments chimiques et structure thermique du coin mantellique, contraintes quantitatives de la pétrologie expérimentale sur les mécanismes de fusion et déshydratation, et sur les partages d'éléments traces lors de ces processus
  • quantification des flux entrée/sortie ; détermination des bilans de masse en résultant. Effets à long terme du recyclage de croûte dans le manteau
  • contrôle de la plaque plongeante sur le régime tectonique de la plaque supérieure, relations entre paramètres caractéristiques (pendage, âge, cinématique...)
  • dynamique du manteau au voisinage des subductions et assimilation des plaques en subduction. Convection à grande échelle

Les zones Chantiers

La seule zone de subduction située sur le territoire français est celle des Antilles. Elle fera l'objet d'un chantier spécifique. Un site sur la dorsale médio-Atlantique MoMAR doit servir à des études provenant de différents programmes de l'INSU, de programmes d'autres départements du CNRS et de programmes d'autres organismes de recherche (BRGM, IFREMER, IRD).

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Compte rendu de la réunion du CS des 17 au 19 mai 200434.5 Ko