Obduction: modélisation thermomécanique et contraintes

Obduction: modélisation thermomécanique et contraintes pétrologiques
Ecole Doctorale : Géosciences Ressources Naturelles 398
Equipe d’accueil : Structure et Dynamique de Lithosphere, ISTEP, UMR918,
Nom du Responsable : Ph. Huchon
Laboratoire : ISTEP, UMR918
Adresse. : Université Pierre et Marie Curie, T 46-00 E2, case 129, 4 Place Jussieu, 75252 Paris cedex 05
Nom de l’Encadrant(s) : Ph. AGARD, Evgueni BUROV, S.WOLF
Mail : [email protected], [email protected], [email protected]
Type de Financement prévu (hors de bourse) :
- crédit de financement du travail de recherche auquel se rattache la thèse
L’obduction est un phénomène géodynamique singulier, apparemment anomalique, qui permet la mise
en place de portions de lithosphère océanique dense (ophiolites) sur une lithosphère continentale. L’ophiolite
obductée d’Oman en constitue sans doute l’exemple le mieux conservé, et le plus emblématique.
Bien que l’obduction soit une manifestation géodynamique de premier ordre (pour preuve le
chevauchement synchrone de la lithosphère Néotethysienne sur la marge Arabe sur plus de 3000 km, à la fin du
Crétacé), elle demeure pourtant largement énigmatique (Nicolas, 1989). L’obduction apparaît ainsi tout à la fois
singulière (par sa rareté, notamment) et ordinaire (puisqu’elle semble dériver d’un système de type subduction,
l’un des processus les plus spécifiques de la Terre ; Stern, 2004 ; Agard et al., 2007) : constitue-t-elle donc un
processus géodynamique à part... ou n’est ce qu’un simple avatar du développement d’un système de
subduction ?
L’objectif de cette thèse est donc de préciser les conditions, mécaniques et géodynamiques, d’initiation
d’un chevauchement intra-océanique à l’origine d’un tel phénomène :
1) au travers de modélisations numériques 2D thermo-mécaniques thermodynamiquement couplées avec le
code FLAMAR
2) au travers de modélisations numériques avec la version 3D de FLAMAR ou autre code 3D, en
particulier le code I3ELVIS , en collaboration avec T. Gerya (ETH Zurich)
Cette thèse s’insère dans le cadre d’un effort de recherche du laboratoire (premiers tests numériques conduits
dans le cadre de la thèse de P. Yamato et d’un mémoire de M2 de Zuo Xuran) et dans le contexte du projet
d’ANR « Paradoxical Obduction : no longer a puzzle? (O :NLAP)» (2011-2013).
Modélisation numérique :
La recherche portera sur les modélisations numériques thermomécaniques (thermodynamiquement couplées et
validées, en particulier, par les données pétrologiques) de la déformation de la lithosphère dans une zone
d’obduction océanique. Ce travail devra déboucher sur une compréhension des mécanismes de l’obduction dans
le cadre de différentes hypothèses sur les conditions aux limites et la structure thermique et rhéologique de deux
plaques (continentale et océanique) impliqués dans le processus de l’obduction. Les calculs seront effectuées sur
le cluster du labo de Tectonique de l’UPMC qui sera renforcé dans le cadre du projet d’ANR O :NLAP. Une
partie de travail sera fait en collaboration avec l’ETH Zurich (T.Gerya).
Profil requis : Compréhension de la physique du Globe. Une connaissance de Unix, de programmation et
mécanique sont souhaitables.