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Soutenance de thèse de Christelle LOISELET

Date : 8 décembre 2009, 13h30

Titre : Devenir d’une lithosphère en subduction dans le manteau terrestre : Étude de la déformation de la lithosphère et des flux mantelliques associés.

Lieu : Salle de Conférences du CAREN (bât. 14B RDC)

Résumé : Dans une zone de subduction, différents acteurs principaux sont mis en jeu : la lithosphère en subduction, les lithosphères chevauchante et adjacentes et le manteau environnant. Leur interaction provoque une dynamique aux niveaux des zones de subduction qui se caractérise principalement par la sismicité, le volcanisme arrière arc, la migration du slab, la déformation de la plaque supérieure et enfin des flux mantelliques. Plus particulièrement, ces phénomènes soulignent l’existence d’une dynamique profonde associée àl’interaction entre la lithosphère en subduction et le manteau environnant. Les différentes étapes de l’évolution d’une lithosphère en subduction dans le manteau terrestre correspondent àdes événements géologiques qui seront enregistrés et potentiellement préservés. De plus, les données sismologiques (tomographie sismique, anisotropie sismique), provenant des zones de subduction, nous renseignent sur la diversité des géométries des panneaux plongeants en profondeur et des flux mantelliques. Cependant, la géologie de surface et la tomographie sismique ne nous permettent pas de comprendre l’évolution temporelle du comportement de la lithosphère dans le manteau et la dynamique associée. De plus, malgré un effort permanent sur la compréhension de la dynamique des zones de subduction, la viscosité de la lithosphère est encore mal connue : àprésent, le rapport de viscosité entre la lithosphère en subduction et le manteau avoisinant utilisé atteint des gammes très larges, allant de 1 àl’infini, ce qui est insatisfaisant et ce qui laisse une grande liberté d’interprétation sur la dynamique interne de la Terre. Les travaux que j’ai conduits sur cette problématique durant la thèse permettent désormais de remédier àcette lacune. Mon approche scientifique a consisté en la combinaison de trois différentes méthodes de modélisation (analogique, semi analytique et numérique) afin de contraindre la rhéologie qui régit la déformation de la lithosphère et les flux mantelliques associés. Par l’étroite confrontation des prédictions (modèles) et les observations disponibles (données sismologiques pour l’essentiel), j’apporte de nouvelles contraintes sur le devenir d’une lithosphère en subduction dans le manteau, couplées avec une précision sur la structuration du manteau. Les résultats des modèles au regard des données géophysiques prédisent une lithosphère faiblement visqueuse (le rapport de viscosité entre la lithosphère et le manteau ne saurait excéder 100) qui atteint lors de sa descente dans le manteau la forme spécifique d’une méduse. Ce résultat majeur apporte une nouvelle interprétation sur l’origine des épanchements de lithosphère dans le manteau profond et une précision sur la stratification entre le manteau supérieur et le manteau inférieur faible pour permettre ainsi la pénétration de la lithosphère dans le manteau inférieur. Cette étude apporte de nouvelles données sur la compréhension de l’interaction entre le flux mantellique et la lithosphère.

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