Evolution dans le temps de la structure thermique des dorsales océaniques : Modélisation du diapirisme mantellique

par Thierry Tonnerre

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Jean Goslin.

Soutenue en 1996

à Brest .


  • Résumé

    Le domaine axial des dorsales océaniques est un des lieux privilégiés à la surface du globe où l'énergie en provenance de l'intérieur de la planète se dégage sous forme thermique. La forte variabilité des caractères morpho-tectoniques et géophysiques observée le long et perpendiculairement à l'axe suggère que ce dégagement d'énergie thermique ne se fait pas de manière uniforme dans le temps et dans l'espace. Plus le taux d'expansion est faible, plus le dégagement d'énergie semble se faire de manière non-uniforme. Pour expliquer ces variations, la présence de diapirs mantelliques, c'est-a-dire des remontées locales de matériel chaud, a été suggérée. La synthèse bibliographique réalisée ici résume les contraintes de base pour l'évolution spatiale et temporelle de ces diapirs. Un modèle thermique s'appliquant au domaine axial des dorsales est développé. Il quantifie les conséquences des effets thermiques d'un diapir épisodique de manteau. Le modèle suppose l'existence d'intervalles de temps ou les apports de chaleur diapiriques s'interrompent complètement. Les périodicités qui rendent compte au mieux de la gamme des observations morpho-tectoniques et géophysiques correspondent a celles des cycles magmato-tectoniques, i. E. à celles déduites de la succession des collines abyssales. Ce résultat suggère que les mécanismes qui sont a l'origine de la formation de ces collines sont liés aux variations temporelles de la structure thermique axiale. Des périodes plus longues ne sont pas compatibles avec les observations, et cela, même si l'on considère des intervalles de temps ou le diapir est maintenu dans un état thermique chaud avant le refroidissement. Les résultats des simulations montrent que la structure thermique d'une dorsale se situe entre les deux extrêmes suivants: une dorsale quasi-stationnaire (ce qui est le cas de la dorsale rapide Est-Pacifique) très chaude où les périodes de refroidissement du domaine axial ne sont pas suffisamment longues pour affecter de manière significative la structure thermique ; une dorsale à structure thermique variable (ce qui est le cas de la dorsale lente médio-atlantique) avec des périodes de refroidissement suffisamment longues pour affecter la structure thermique du domaine axial de façon significative. A la segmentation bathymétrique, se superposent les structures circulaires des anomalies de Bouguer réduites au manteau, fondement même de l'idée de diapir. Ces anomalies sont souvent interprétées uniquement en terme de variations d'épaisseur crustale, les grandes longueurs d'onde liées au refroidissement des plaques étant retirées. Pour les dorsales extrêmes décrites plus haut, cette étude montre que les variations temporelles de la structure thermique contribuent jusqu'a 40% des anomalies de Bouguer réduites au manteau. Les variations d'épaisseur crustale n'interviendraient que pour 50% de ces anomalies. Le pourcentage restant (10%) serait dû à des variations temporelles de l'appauvrissement du manteau et de la teneur en liquide résiduel. Les volumes magmatiques déduits des anomalies de Bouguer réduites au manteau seraient donc très surestimés. La prise en compte de l'évolution temporelle de la structure thermique est absolument indispensable si on veut effectuer des bilans de matière et d'énergie du domaine axial des dorsales océaniques.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (250 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p134-145

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  • Bibliothèque : Université de Bretagne Occidentale. Service commun de la documentation Section Droit-Sciences-STAPS.
  • Accessible pour le PEB
  • Bibliothèque : Université de Montpellier. Bibliothèque Géosciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : THE TON
  • Bibliothèque : Institut des sciences de la Terre d'Orléans.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : I 15-18
  • Bibliothèque : Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes. Bibliothèque.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : B08110
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