6.1.4. Sciences de la Terre et des Planètes solides

  • Modélisation de l’architecture 3D des Pyrénées à partir des données géologiques et géophysiques
    • Laboratoire(s) d’accueil : IRAP
    • Financement : sujet doté d’un financement par un organisme
    • Encadrant(s) : Sebastien Chevrot (IRAP), C.Loiselet et A.Guillen (BRGM), Nobuaki Fuji (IPGP), Antoni Teixell (Département de Géologie de l’Université autonome de Barcelone)
    • Contact(s) : sebastien.chevrot@irap.omp.eu
    • Résumé : Les Pyrénées forment une chaîne étroite de 450 km de longueur, résultant de la collision du Crétacé supérieur à l’Oligocène inférieur entre la plaque européenne et la microplaque ibérique individualisée à l’Albien par la formation d’un profond sillon localisé dans la Zone Nord-Pyrénéenne. Cette chaîne alpine présente aujourd’hui une structure asymétrique à double vergence, bordée au Nord et au Sud par des bassins d’avant-pays, respectivement le bassin aquitain et le bassin de l’Ebre. La structure crustale complète des Pyrénées a été principalement révélée par le profil ECORS-Pyrénées qui a donné lieu à plusieurs interprétations. Tous les modèles et reconstitutions issus de ce profil s’accordent sur l’identification d’un prisme d’accrétion crustale, en forme de duplex, limité au Nord par le Chevauchement Frontal Nord Pyrénéen (CFNP) à vergence Nord, et au Sud par le chevauchement frontal sud pyrénéen (CFSP) à vergence Sud (...) Aucun de ces modèles n’implique cependant un amincissement anormalement développé de la croûte à l’emplacement des bassins nord Pyrénéens alors que de récents travaux menés sur la zone Nord-Pyrénéenne offrent de nouvelles perspectives sur l’origine de ces bassins ...
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  • La cinétique d’assimilation de la lithosphère métamorphique par des magmas : Applications pour l’évolution des magmas tholeiitiques (MORB)
    • Laboratoire(s) d’accueil : IRAP et GET
    • Financement : sujet proposé pour un Contrat Doctoral
      • Note importante : Le Concours au Contrat Doctoral a eu lieu en juin 2014. Il n’est donc plus possible de postuler aux sujets de thèse proposés pour un Contrat Doctoral
    • Encadrant(s) : Michael Toplis (DR2 CNRS) et Anastassia Borisova (CR1 CNRS)
    • Contact(s) : michael.toplis@irap.omp.eu, anastassia.borisova@get.obs-mip.fr
    • Résumé : La vitesse des réactions entre magmas, fluides et minéraux est un paramètre clé qui contrôle l’évolution des magmas dans la lithosphère. Ces réactions, notamment l’assimilation de la lithosphère métamorphique (hydratée) par des magmas basiques (basaltiques) affectent les propriétés physico-chimiques et la composition chimique des magmas. Afin de quantifier le mécanisme et la cinétique de dissolution des minéraux de la lithosphère océanique par des magmas de type MORB (mid-ocean ridge basalts), nous effectuerons des expériences à haute température en conditions contrôlées (réacteurs chimiques), des méthodes de microanalyses in situ (SEM, EMPA, LA-ICP-MS, micro-Raman), et des études d’échantillons naturels (inclusions et zonations minérales, zones réactionnelles) issus de contextes des zones de divergence (partie mantellique, transitionnelle et crustale de l’ophiolite d’Oman). Les résultats obtenus, combinés avec des données géodynamiques et géophysiques, permettront de mieux comprendre les signatures chimiques et isotopiques des magmas océaniques ...
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  • Evolutions temporelle, géographique et environnementale du Dévonien des Pyrénées (replacement dans son contexte européen)
    • Laboratoire(s) d’accueil : Géosciences Environnement Toulouse (UMR 5563)
    • Financement : sujet proposé pour financement par un organisme
    • Encadrant(s) : Markus Aretz (MC HDR) et Elise Nardin (CR CNRS)
    • Contact(s) : markus.aretz@get.obs-mip.fr, elise.nardin@get.obs-mip.fr
    • Résumé : Le Dévonien est une période déterminante dans l’évolution de la géosphère et la biosphère (e.g., terrestrialisation et extinctions marquées). Le Dévonien affleure tout au long de la chaîne pyrénéenne dans différentes unités tectoniques qui présentent d’importantes variations de faciès, d’épaisseurs et d’âge. Les relations paléogéographiques et stratigraphiques entre ces unités sont complexes et mal connues du fait des incertitudes sur la paléogéographie pré-dévonienne et de l’influence des orogenèses hercynienne et alpine. Les objectifs de cette thèse seront une révision de la stratigraphie des séries dévoniennes pyrénéennes, une reconstruction détaillée spatio-temporelle de l’évolution de cette région, et son replacement dans son cadre plus général dont la chronologie est relativement bien contrainte du fait des nombreuses études sur les événements environnementaux et biologiques globaux. Cette thèse sera l’objet d’une étude pluridisciplinaire détaillée des Pyrénées et des Corbières, alliant la géologie de terrain (sédimentologie et stratigraphie séquentielle), la biostratigraphie, les analyses de faciès et la cartographie ...
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  • Quantification des flux de matière entre le manteau et les croûtes basaltiques : rôle de la zone de transition dunitique et implications pour le processus de différentiation planétaire
    • Laboratoire(s) d’accueil : GET et IRAP
    • Financement : sujet proposé pour un Contrat Doctoral
      • Note importante : Le Concours au Contrat Doctoral a eu lieu en juin 2014. Il n’est donc plus possible de postuler aux sujets de thèse proposés pour un Contrat Doctoral
    • Encadrant(s) : Mathieu BENOIT (CR), Georges Ceuleneer (DR HDR), Patrick PINET (DR HDR)
    • Contact(s) : mathieu.benoit@get.obs-mip.fr, patrick.pinet@irap.omp.eu, Georges.Ceuleneer@get.obs-mip.fr
    • Résumé : L’objectif de ce sujet de thèse est de mieux comprendre les processus physico-chimiques qui contrôlent la formation des dunites. Ces dernières sont des roches constituées essentiellement d’olivine. Elles témoignent soit de l’existence de magmas très riches en Mg (et donc très chauds, >> 1200°C) soit de processus d’interaction entre des péridotites mantellaires et des magmas sous-saturés en pyroxènes, les deux hypothèses n’étant pas mutuellement exclusives. Les dunites, sans être nécessairement abondantes, semblent omniprésentes dans le système solaire, documentées sur la Lune et dans les météorites issues de Mars et de l’astéroïde Vesta. Sur Terre, elles forment un horizon à l’interface entre le manteau et la croûte océanique (« Moho »), et sont les témoins des processus qui gouvernent les échanges manteau-croûte. Sur Terre, l’ophiolite d’Oman constitue un chantier idéal pour comprendre l’origine des dunites. La zone de transition dunitique (DTZ), y est superbement exposée tout au long des 400 km de la chaîne. Nous abordons l’étude de l’ophiolite avec des méthodes transposables à l’exploration planétaire ...
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  • Utiliser le champ magnétique terrestre fossilisé dans les roches pour comprendre l’environnement terrestre lors de l’apparition des premiers animaux
    • Laboratoire(s) d’accueil : Géosciences Environnement Toulouse (UMR 5563)
    • Financement : sujet proposé pour un Contrat Doctoral
      • Note importante : Le Concours au Contrat Doctoral a eu lieu en juin 2014. Il n’est donc plus possible de postuler aux sujets de thèse proposés pour un Contrat Doctoral
    • Encadrant(s) : Mélina MACOUIN (CR2) et Ricardo TRINDADE (Université Sao Paulo)
    • Contact(s) : melina.macouin@get.obs-mip.fr
    • Résumé : Ce projet de thèse s’intéresse à une période fondamentale dans l’histoire de le Terre : la transition entre le Précambrien et le Phanérozoïque qui s’accompagne d’un cortège d’événements extrêmes et de l’apparition des premiers animaux. Ce projet s’appuie sur l’étude du champ magnétique terrestre enregistré dans les roches pour reconstruire la position passée des continents et les paléoenvironnements. La thèse s’effectuera en co-tutelle avec l’Université de Sao Paulo (Brésil) et demande du travail de terrain et en laboratoire ...
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  • Modélisation numérique d’anomalies gravimétriques par éléments spectraux et inversion conjointe gravimétrique et sismique aux échelles régionales et globales : applications aux données GOCE et BGI
    • Laboratoire(s) d’accueil : Géosciences Environnement Toulouse (UMR 5563)
    • Financement : sujet proposé pour un Contrat Doctoral
      • Note importante : Le Concours au Contrat Doctoral a eu lieu en juin 2014. Il n’est donc plus possible de postuler aux sujets de thèse proposés pour un Contrat Doctoral
    • Encadrant(s) : Roland MARTIN (IR CNRS, HDR)
    • Contact(s) : roland.martin@get.obs-mip.fr
    • Résumé : Afin de modéliser et mieux contraindre les structures superficielle et interne de la Terre et notamment les variations de densité, il est envisagé d’inverser conjointement les données sismiques (réseau sismique international) et gravimétriques/gradiométriques (données satellite GOCE et du BGI/Bureau Gravimétrique International) en appliquant de nouvelles techniques de calcul sur des plateformes nationales et européennes (machines du CEA/GENCI) afin d’augmenter leur précision et leur rapidité. Les modèles font intervenir différents degrés de complexité géologiques (variations latérales de vitesses sismiques, rhéologies diverses), la bathymétrie, les océans et mers, et différents modèles crustaux. Ils sont déjà présents dans la base de données du code de propagation sismique SPECFEM3D qui est maintenant très utilisé depuis une quinzaine d’années. Ce code est basé sur la technique d’éléments finis d’ordre élevé de type éléments finis spectraux. Pour la partie gravimétrique, il s’agira de calculer les anomalies gravimétriques en prenant le même maillage que celui discrétisant spatialement le modèle sismique. Ceci représente des milliards de degrés de liberté à traiter et donc un grand défi à relever en calcul scientifique et en géophysique. A moyen terme le calcul du champ terrestre complet à l’intérieur de la Terre, dans l’atmosphère et au niveau du satellite en orbite pourra alors se faire en résolvant un système linéaire de plusieurs milliards de degrés de liberté. Ceci est un deuxième défi à relever en termes de calcul parallèle ...
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  • Erosion des côtes rocheuses et mise en place des terrasses marines
    • Laboratoire(s) d’accueil : Géosciences Environnement Toulouse (UMR 5563)
    • Financement : sujet proposé pour un Contrat Doctoral
      • Note importante : Le Concours au Contrat Doctoral a eu lieu en juin 2014. Il n’est donc plus possible de postuler aux sujets de thèse proposés pour un Contrat Doctoral
    • Encadrant(s) : Regard Vincent (MCf HDR)
    • Contact(s) : vincent.regard@get.obs-mip.fr
    • Résumé : Les côtes rocheuses occuperaient 80% des côtes mondiales. Malgré cela elles sont beaucoup moins étudiées que les côtes sableuses, beaucoup plus dynamiques. Les systèmes plateforme/falaise sont caractéristiques des côtes rocheuses. D’après le conseil européen, environ 1/5 des côtes à falaises d’Europe reculent de manière préoccupante ; cette proportion pourrait augmenter dans le cas de la montée du niveau marin. Par ailleurs, en contexte de soulèvement, ces systèmes plateforme/falaise sont susceptibles devenir des terrasses (dites d’abrasion). Au cours de cette thèse, nous visons à une meilleure connaissance non seulement des processus et de leur vitesse dans le façonnement des plateformes et falaises, mais aussi aux conditions de fossilisation de cette morphologie pour donner les terrasses ...
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  • Explorer les hétérogénéités de petite échelle de la Lune et de la Terre
    • Laboratoire(s) d’accueil : Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (UMR 5277)
    • Financement : sujet proposé pour un Contrat Doctoral
      • Note importante : Le Concours au Contrat Doctoral a eu lieu en juin 2014. Il n’est donc plus possible de postuler aux sujets de thèse proposés pour un Contrat Doctoral
    • Encadrant(s) : Ludovic Margerin (CR1 CNRS, HDR) et Marie Calvet (Phys. Adj.)
    • Contact(s) : ludovic.margerin@irap.omp.eu, marie.calvet@irap.omp.eu
    • Résumé : Les hétérogénéités de petite échelle se manifestent sur les enregistrements sismologiques par la présence de ce qu’on appelle la coda sismique, qui est le signal dominant sur les enregistrements courte-période (T<1s). L’origine, la nature, les tailles caractéristiques, et l’extension spatiale de ces hétérogénéités restent très largement débattus. Mieux les caractériser doit nous permettre de répondre à de grandes questions géodynamiques. Dans le cas de la Terre par exemple, les modèles de convection récents prédisent que des morceaux de croûte devraient être dispersés dans tout le manteau. Comme la croûte recyclée présente de forts contrastes de vitesse avec le manteau, on s’attendrait à ce que la Terre devienne opaque pour les ondes sismiques haute-fréquence. Or il n’en est rien. Une piste à explorer est que les hétérogénéités sont extrêmement étirées et laminées par la convection et qu’elles affectent par conséquent faiblement les ondes sismiques ...
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