Tableau récapitulatif

Valorisation des campagnes à la mer
Navires Ifremer - IRD - IPEV
Fiche “ Valorisation des résultats des campagnes océanographiques ”
(à envoyer par courriel à [e-mail] )
Nom de la campagne : SMOOTHSEAFLOOR
Projet / Programme de rattachement :
Navire : N/O Marion Dufresne
Engins lourds : TOBI
Dates de la campagne : 2 octobre au 3 novembre 2010
Nombre de jours sur zone/en transit : 29j sur zone 4 j
transit
Zone(s) : océan Indien, dorsale sud-ouest indienne
Chef de mission principal (Nom, prénom et organisme) : Daniel SAUTER (IPGS) & Mathilde CANNAT (IPGP)
Nombre de chercheurs et d’enseignants-chercheurs (en mer / à terre) : 11 embarquants / 15 chercheurs à terre
Nombre d’ingénieurs et de techniciens (en mer / à terre) : 2 en mer / 2 à terre
Nombre d’étudiants (en mer / à terre) : 3 en mer / 3 à terre
Fiche remplie par : Daniel Sauter
Date de rédaction ou d’actualisation de la fiche : 12/09/11
Adresse : IPGS UMR7516 CNRS-UdS 1 rue Blessig 67084 Strasbourg Cedex
Email : [e-mail]
Tel : [phone]
Fax : [phone]
Résultats majeurs obtenus
1 – Contexte scientifique et programmatique de la campagne
La campagne « SMOOTHSEAFLOOR » a été réalisée dans la partie orientale de la dorsale ultra lente sud-ouest
indienne. Cette partie figure parmi les portions les plus profondes, et donc les plus pauvres en magma, du système
de dorsales océaniques de notre planète. Elle montre les étendues les plus grandes connues à ce jour de
planchers océaniques non volcaniques qui n’ont pas d’équivalent sur les dorsales plus rapides.
2 – Rappel des objectifs
Le principal objectif de la campagne « SMOOTHSEAFLOOR » était de mieux contraindre la composition, la
structure, la signature magnétique et les modes de formation de ces domaines non volcaniques. Nous avons utilisé
(1) des données TOBI de sonar à balayage latéral pour cartographier les failles, figures d’érosion et édifices
volcaniques avec une résolution spatiale décamètrique, (2) des dragages pour obtenir des échantillons de roches,
(3) des profils d’anomalies magnétiques de fond de mer pour obtenir l’âge de la lithosphère, (4) des CTD pour
échantillonner la colonne d'eau et rechercher des indices d'activité hydrothermale et (5) des données
bathymétriques et gravimétriques en complément à notre jeu de données existant.
L’équipe embarquée était composée de D. Sauter, V. Mendel et A. Bronner de l’IPGS, M. Cannat, J. Carlut, B.
Ménez, S. Rouméjon et V. Pasini de l’IPGP, E. Ruellan de GéoAzur, A. Delacour de Toulouse, M. Andréani de
Lyon, D. Birot et V. Guyader de l’IFREMER à Brest, D. Brunelli de Modene (Italie), C. MacLeod de Cardiff et R.
Searle de Durham (UK). Les mêmes participent à l’exploitation des données avec la participation de A.M. Karpoff,
G. Manatschal et M. Munschy de l’IPGS, de M. Seyler de Lille et J.L. Charlou à Brest.
3 – Principaux résultats obtenus (avec quelques illustrations)
Grâce à de bonnes conditions météorologiques pendant la campagne « SMOOTHSEAFLOOR » à bord du N/O
Marion Dufresne (MD183) en octobre 2010, nous avons pu réaliser (Figures 1 & 2)
 35 dragues (avec plusieurs tonnes de roches échantillonnées)
 15 CTD (profils de température, néphélométrie etc…, plus de 300 échantillons d’eau prélevés)
 l’acquisition des images TOBI de sonar latéral et des données d’anomalies magnétiques de fond de mer le
long de profils sur plus de 1000 km.
 l’acquisition de données géophysiques (bathymétrie, gravimétrie, magnétisme) sur les transits et sur zone.

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Figure 1 : Carte des routes de la campagne SMOOTHSEAFLOOR. La Réunion –La Réunion du 2 octobre au 3
novembre 2010 à bord du N/O Marion Dufresne.
Nous avons sélectionné deux zones d'étude (Figure 2) :
La première se situe dans un des plus grands domaines non volcaniques cartographié lors des campagnes
précédentes. Elle est centrée sur 28°30'S / 62°30'E dans la vallée axiale. Les reliefs y sont obliques par
rapport à la direction NS d’expansion. Un de ces reliefs obliques a été cartographié par une série de profils
TOBI obliques dans la vallée axiale. Les autres profils TOBI perpendiculaires à l’axe atteignent l’anomalie
magnétique ~ C3a (~ 6 Ma) sur les deux flancs. Un seul dragage sur les 17 réalisés dans cette zone était
localisé dans une zone volcanique. De 10 à 722 kg de roches ont été récoltés par drague. 8 CTD ont été
réalisées dans la vallée axiale.
La seconde zone est centrée à 64°20'E / 27°50'S et comprend des zones non volcaniques de tailles plus réduites
que dans la première zone, une surface corruguée ainsi qu’un passage d’une zone volcanique à l’Ouest à
une zone non volcanique à l’Est. Les reliefs sont ici perpendiculaires à la direction d’expansion. Les profils
TOBI atteignent l’anomalie magnétique ~ C3a (~ 6 Ma) sur les deux flancs, sauf à l'Est où deux entre eux
dépassent l’anomalie magnétique ~ C5 (~ 10 Ma) sur le flanc Nord. Deux dragages ont été réalisés dans un
ancien centre volcanique et 16 autres dragues ont été effectuées dans les domaines non volcaniques
couvertes par les images TOBI. Les dragages ont permis de collecter de 8 à 934 kg de roches par dragues. 7
CTD ont été effectuées dans la vallée axiale.
Résultats préliminaires
La première zone d’étude présente plusieurs larges rides allongées et de forme symétrique, orientés SW-NE
oblique à la direction ~NS d’expansion. Les images TOBI montrent que les édifices volcaniques ne sont
observés que localement à l'extrémité de la ride située dans la vallée axiale et probablement au sommet de
certaines rides sur les flancs de la dorsale. Les versants de ces rides symétriques (de 20-35° de pendage à
regard vers l’axe ou vers les flancs) correspondent à des surfaces lisses avec des figures d’érosion gravitaire
et pratiquement aucun indice de volcanisme. Certaines de ces rides montrent des surfaces très
réfléchissantes relativement floues avec des structures de forme arrondie d'origine inconnue. Les dragues
ont permis de collecter une collection unique de péridotites à clinopyroxène, avec quelques échantillons de
dunite, gabbro et quelques rares basaltes en coussins. Les péridotites sont très serpentinisées. Plusieurs
échantillons de péridotite montrent une déformation ductile à haute température marquée par un allongement
de phénocristaux de pyroxène, ou par une zone de mylonites.
La deuxième zone d'étude comprend des rides perpendiculaires à la direction d’expansion et montrent
essentiellement une forme asymétrique. Les images TOBI montrent que les versants à regard vers l’axe sont
des surfaces lisses et sédimentées, à pente douce (<15 °), couverte localement de petites zones
volcaniques. Les versants à regard vers les flancs sont raides et peuvent être recouvertes avec des textures
volcaniques. Des péridotites serpentinisées ont été systématiquement draguées en dehors des zones
volcaniques. Elles sont semblables à celles recueillies dans la première zone avec quelques différences

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mineures qui peuvent se résumer comme par une production magmatiques plus robuste. Les basaltes et
gabbros sont plus fréquents et de nombreux échantillons de péridotites avec des intrusions de gabbros ont
été collectés. Aucun site hydrothermal actif n’a été trouvé, mais les résultats préliminaires acquis par l’équipe
de l’Ifremer montrent d’ores et déjà qu’il existe une activité hydrothermale dans les domaines de manteau
exhumé avec des anomalies de néphélométrie et de concentration en manganèse qui pourraient être liées à
la serpentinisation du manteau.
Figure 2 : Carte bathymétrique avec les routes de la campagne SMOOTHSEAFLOOR lors de l’acquisition
d’images avec le sonar à balayage latéral TOBI (lignes noires) et les dragages (points rouges). Les points bleus
sont les dragues de campagnes précédentes; les triangles magenta montrent les identifications des anomalies
magnétiques A5 (~ 10, Ma), la ligne orange correspond à l'axe SWIR; les lignes noires en pointillés sont les limites
entre zones volcaniques et non volcaniques (smooth seafloor). Les 15 CTDs ne sont pas indiquées pour ne pas
surcharger la figure mais se répartissent dans la vallée axiale dans les 2 zones d’étude.
Le résultat principal de la campagne est que les péridotites serpentinisées ont été draguées partout dans les
domaines non volcaniques avec une très faible proportion de gabbros et de basaltes, et cela quels que soient
les versants des reliefs. Nous interprétons ces domaines comme le résultat du fonctionnement de grandes
failles normales à faible pendage qui exhument les roches du manteau alternativement sur le flanc nord et
sud de la dorsale. Des changements répétés de vergence de ces failles de détachement peuvent conduire à
la capture de failles sur des échelles de temps de 1 à 2 Ma [Cannat et al., 2006]. La succession des failles
principales s'étendant sur 30 à 60 km le long de l'axe est à l’origine du relief caractéristique des domaines
non volcaniques de la dorsale sud-ouest indienne. Les données géophysiques et les analyses des roches
collectées permettront de déterminer l'évolution cinématique des failles et le lien entre la déformation et le
magmatisme.
Nos résultats ont des implications très importantes pour la compréhension des failles de détachement qui apparaît
de plus en plus comme un type fondamental de genèse de la lithosphère océanique. De plus les domaines
non volcaniques rappellent les domaines de manteau exhumé des marges conjuguées d’Ibérie -Terre Neuve
[Bronner et al., 2011] et peuvent donc aider à mieux comprendre l'exhumation du manteau aux transitions
océan-continent sur les marges passives pauvres en magma [Cannat et al., 2009].
Références :
Bronner A., D. Sauter, G. Manatschal, G. Péron-Pinvidic and M. Munschy, Magmatic breakup as an explanation for magnetic anomalies at
magma-poor rifted margins. Nature Geoscience, 4(8), 549 – 553, doi:10.1038/ngeo1201
Cannat M., Manatschal G., Sauter D. and Peron-Pinvidic G., 2009, Assessing the conditions of continental breakup at magma-poor rifted
margins: what can we learn from slow-spreading mid-ocean ridges? C. R. Geoscience, 341(5), 406-427.
Cannat, M., Sauter, D., Mendel, V., Ruellan, E., Okino, K., Escartin, J., Combier, V. and M. Baala, 2006, Modes of seafloor generation at a melt-
poor ultra-slow-spreading ridge, Geology, 34(7), 605-608.

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Tableau récapitulatif
Nombre
1
Publications d’articles originaux dans des revues avec comité de lecture référencées
dans JCR (Journal Citation Reports )
Année n+1 :2011
articles en
préparation…
2
Publications dans d’autres revues ou ouvrages scientifiques faisant référence dans le
domaine
3
Publications électroniques sur le réseau Internet
2
4
Publications sous forme de rapports techniques
1
5
Articles dans des revues ou journaux « grand public »
6
Communications dans des colloques internationaux
Plusieurs à venir
7
Communications dans des colloques nationaux
8
Nouvelles espèces (animales, végétales, microorganismes) décrites
9
Rapports de contrats (Union européenne, FAO, Convention, Collectivités …)
10
Applications (essais thérapeutiques ou cliniques, AMM …)
11
Brevets
12
Publications d’atlas (cartes, photos)
13
Documents vidéo-films
14
DEA ou MASTER 2 ayant utilisé les données de la campagne
15
Thèses ayant utilisé les données de la campagne
3
16
Traitement des échantillons et des données
Si en cours, préciser et donner les échéances
en cours
17
Transmission au SISMER des données acquises avec les moyens communs du navire
(NB : cette transmission est systématique dans le cadre des navires gérés par Genavir)
Transmission au SISMER de données autres que celles acquises avec les moyens
communs du navire
Non
Non
18
Transmission à d’autres banques de données
Non
19
Transmission à d’autres équipes de données ou d’échantillons
Non
20
Considérez-vous la publication des résultats terminée
Si en cours préciser et donner les échéances
en cours
Fournir pour chacune des rubriques en classant année par année :
Rubriques 1 à 7 incluses : liste des publications et colloques avec les noms d’auteurs suivant la présentation en vigueur pour
les revues scientifiques.
Rubriques 8 à 13 : Liste des références des rapports, des applications, des brevets, atlas ou documents vidéo
Rubriques 14 et 15 : Nom et Prénom des étudiants, Laboratoire d’accueil. Sujet du DEA ou MASTER 2 ou de la thèse, Date de
soutenance
Rubriques 17 à 19 incluses : données transmises à des banques de données ou à des équipes auxquelles.
Rubrique 20 : Si la publication des résultats n’est pas terminée, pouvez-vous donner un échéancier ?

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Références
R1 - Références des publications d’articles originaux dans des revues avec comité de lecture référencées
dans JCR (vérifier dans la base « Journal Citation Reports » via « ISI Web of Knowledge » si les revues sont
bien référencées) et résumés des principales publications. (Les classer par année).
Un article présentant notre modèle est en cours d’écriture pour une revue de grande audience. D’autres viendront
présenter les résultats de manière détaillée dés 2012/2013.
R2 – Références des publications parues dans d’autres revues ou des ouvrages scientifiques faisant
référence dans la discipline. (Les classer par année).
Un article présentant la campagne, objectifs et résultats va être envoyé à la revue d’InterRidge : InterRidge News
R3 – Références des publications électroniques sur le réseau Internet. (Les classer par année).
Un blog présentant le journal de bord et relatant les différentes thématiques de la campagne est accessible à
l’adresse suivante : http://smoothseafloor.blogspot.com/
Un article consacré à la campagne est visible sur le site du CNRS/INSU :
http://www.insu.cnrs.fr/co/terre-solide/lithosphere-oceanique/la-campagne-smoothseafloor-dans-l-ocean-indien-
explore-une-dorsal
R4 – Références des rapports techniques. (Les classer par année).
Rapport de mission Réf IPEV: OCE/2011/01
R5 – Références des articles parus dans des revues ou des journaux « grand public ». (Les classer par
année).
La campagne a été évoquée dans le rapport scientifique annuel du CNRS 2010.
R6 – Références des communications dans des colloques internationaux. (Les classer par année).
Nos résultats ont fait l’objet de plusieurs présentations à l’AGU en Déc. 2011 :
1) Sauter D., M. Cannat, M. Andreani, D. Birot, A. Bronner, D. Brunelli, J. Carlut, A. Delacour, V. Guyader, V.
Mendel, B. Ménez, C. MacLeod, V. Pasini, S. Rouméjon, E. Ruellan and R. Searle, 2011, Mantle exhumation at the
Southwest Indian Ridge; preliminary results of the “SMOOTHSEAFLOOR” cruise, Eos Trans. AGU, Fall Meet.
Suppl., AGU2011-T15, Abstract, Invited talk
2) Sauter D., M. Cannat, M. Andreani, D. Birot, A. Bronner, D. Brunelli, J. Carlut, A. Delacour, V. Guyader, V.
Mendel, B. Ménez, C. MacLeod, V. Pasini, S. Rouméjon, E. Ruellan and R. Searle, 2011, A 10 Myrs long record of
mantle exhumation at the eastern Southwest Indian Ridge, Eos Trans. AGU, Fall Meet. Suppl., AGU2011-T15,
Abstract, Poster
3) Cannat M., D. Sauter, J. Escartin, 2011, Volcanic accretion, tectonic extension and the second-order
segmentation of slow and ultraslow-spreading mid-ocean ridges Eos Trans. AGU, Fall Meet. Suppl., Abstract
AGU2011-T40, Invited
4) Bronner A., Munschy M., Carlut J., Searle R., Sauter D. and Cannat M., 2011, Deep-tow magnetic survey
above large exhumed mantle domains of the eastern Southwest Indian ridge. AGU, Fall Meet. Suppl., Abstract
AGU2011-T40, poster
R7 – Références des communications dans des colloques nationaux. (Les classer par année).
R8 – Références des nouvelles espèces (animales, végétales, microorganismes) décrites, lieux où sont
déposés les holotypes. (Les classer par année).
R9 – Références des rapports de contrats (Union européenne, FAO, Convention, Collectivités …). (Les
classer par année).
R10 – Liste des applications (essais thérapeutiques ou cliniques, AMM …). (Les classer par année).