un modèle thermique intégré d’un segment de dorsale lente (résumé sur la figure 1) qui doit être cohérent de la structure thermique à la signature géophysique

Sujet de master M2 Géosciences Océan 2005-2006

Rôle d’un décalage de l’axe dans la structure thermique 3D d’une dorsale océanique et ses implications sur les observables géophysiques

Tuteur : Chantal TISSEAU (chantal.tisseau@univ-brest.fr), UMR 6538, UBO-IUEM, Brest

Laboratoire d'accueil : CNRS UMR 6538 Domaines Océaniques, UBO-IUEM, Brest

Collaborations :

Jérôme DYMENT (Institut de Physique du Globe, Paris)

Marie-Hélène CORMIER (Lamont Doherty Earth Observatory, Palisades, New York)

Jean GOSLIN, Pascal GENTE, Marcia MAIA (UMR 6538)

Présentation du sujet :

Au passage des décalages de l’axe, on observe hors axe des variations de courtes longueurs d’onde de certaines observables géophysiques comme l’anomalie gravimétrique de Bouguer réduite au manteau et l’anomalie magnétique (par exemple : Carbotte et Macdonald 1992 ; Grindlay et al. 1992 ; Macario et al. 1994). Ces variations ont été interprétées jusqu’ici de manière qualitative comme étant la trace hors axe de variations temporelles de l’apport magmatique axial, or elles semblent également être en relation avec un effet tridimensionnel du décalage de l’axe.

Le premier objectif du travail proposé est de quantifier en trois dimensions la structure thermique, dans la zone axiale et hors axe, de 2 segments voisins présentant un décalage plus ou moins important de l’axe de la dorsale. Les implications de cette structure thermique sur un certain nombre de paramètres et d’observables dépendant de la température seront calculées : limite fragile/ductile à l’intérieur de la lithosphère, structure crustale via la distribution 3D du taux de fusion partielle, taux de serpentinisation des péridotites, anomalie gravimétrique de Bouguer réduite au manteau, distribution 3D de l’aimantation, anomalies magnétiques.

Leur confrontation avec les observations disponibles permettra de tester différentes hypothèses sur l’origine des courtes longueurs d’onde observées hors axe le long des zones de discontinuités axiales.

Une deuxième étape pourrait être l’application à différents types de décalage (zones de fracture, discontinuités non transformantes, OSC) dans différents contextes de dorsale, de manière à mieux comprendre le rôle des zones de discontinuités axiales dans la géométrie des remontées du manteau en zone d’accrétion.

Moyens : les outils logiciels (modèle thermique intégré de la structure thermique 3D à la signature géophysique) existent et nécessiteront peu d’adaptation.

Compétences : s’adresse à un étudiant de la spécialité Géodynamique à l’aise avec les outils informatiques. Notions en Unix et en Fortran. Notions en gravimétrie et en magnétisme.

Bibliographie :

Carbotte and Macdonald, 1992. East Pacific Rise 8°-10°30’N: Evolution of ridge segments and discontinuities from SeaMarc II and 3-D magnetic studies. J. G. R., 97, 6959-6982.

Gac, Dyment, Tisseau and Goslin, 2003. Axial magnetic anomalies over slow-spreading ridge segments: Insights from numerical 3-D thermal and physical modelling. G. J. I., 154, 618-632.

Gac, Tisseau, Dyment and Goslin, 2005. Modelling thermal evolution of slow-spreading ridge segments and their off-axis geophysical signature. G. J. I., in press.

Grindlay, Fox and Vogt, 1992. Morphology and tectonics of the Mid-Atlantic Ridge (25°-27°30S) from sea beam and magnetic data. J. G. R., 97, 6983-7010.

Macario, Haxby, Goff, Ryan, Cande and Raymond, 1994. Flow line variations in abyssal hill morphology for the Pacific-Antarctic Ridge at 65°S. J. G. R., 99, 17921-17934.