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Thème de recherche : Évolution des systèmes volcaniques
• Etude du volcanisme des Iles Eoliennes (Sud de la Mer Tyrrhénienne, Italie).
Thèse 3è cycle, en cours
Directeur : Pierre-Yves Gillot, Laboratoire IDES
Co-directeur : Angelo Peccerillo, Università di Perugia
- Etude géochronologique, géochimique et morpho-structurale
- Caractérisation du magmatisme et de son evolution en fonction du contexte géodynamique
- Reconstitution spatio-temporelle de leur histoire éruptive
Etude géochronologique, géochimique et morpho-structurale des Iles Eoliennes (Sud de la Mer Tyrrhénienne, Italie). Reconstitution spatio-temporelle de leur histoire éruptive
Le volcanisme des Iles Eoliennes se développe sur le rebord Nord du plateau continental de la Sicile à la limite avec le talus de la Mer Tyrrhénienne. Il prend place dans le cadre géodynamique compressif de la subduction et de la collision entre la plaque Africaine et la plaque Européenne.
Carte bathymétrique du bassin de Marsilli et des Iles Éoliennes (modifiée d'après Dekov, 2004)
Cet archipel est constitué de sept îles volcaniques et de nombreux volcans sous-marins formant une vaste structure annulaire. Certaines de ces îles sont encore actives (Stromboli : fontaine de lave, Vulcano : fumerolles et Panarea : dégazage sous-marin) ; d’autres auraient connu une activité éruptive durant la période historique récente (Lipari, 750 AD) ; une autre montre une morphologie typique d’une activité récente (Alicudi et Salina).
Des travaux antérieurs ont démontré que toute l’évolution de la partie émergée de ces édifices s’était déroulée au cours des derniers 500 000 ans (Gillot, 1987). Le secteur Ouest de l’arc Eolien (Alicudi, Filicudi, Salina) est constitué de produits calco-alcalins, signature typique des arcs volcaniques. Les îles centrales (Vulcano et Liprari) sont dominées par du matériel calco-alcalin et shoshonitique. L’arc Est (Panarea et Stromboli) est composé de roches calco-alcalines à alcalines potassiques (Peccerillo et al., 1985). Malgré de nombreux travaux sur cette zone d’étude, l’histoire éruptive globale de ces complexes volcaniques est encore mal comprise.
Une étude pluridisciplianire sera menée dans le but de reconstituer l’histoire éruptive et l’évolution morpho-structurale de chacune des îles. Cette approche est fondamentale pour déterminer la récurrence temporelle des grandes crises éruptives et pour évaluer le risque induit (destabilisation de flancs, collapses…). En effet, des risques éruptifs existent, mais aussi des risques liés aux destabilisations de flancs et de tsunamis (Stromboli) en particulier pour les rivages de la Sicile et du pourtour Tyrrhénien en général.
Vue de Vulcanello, de l'île de Lipari et de l'île de Salina depuis le cratère de la Fossa (Vulcano)
Cette étude associe donc une analyse chronologique détaillée des séquences éruptives (techniques de datations à l’UPS-IDES, notamment datation potassium-argon par la méthode Cassignol-Gillot), à une analyse géochimique des produits magmatiques émis (Université de Perugia). La corrélation de ces deux approches permettra d’évaluer l’activité éruptive des différents complexes volcaniques et l’évolution spatio-temporelle du magmatisme en fonction de l’évolution du contexte géodynamique de la province éolienne. Une analyse géomorphologique détaillée des structures volcaniques sera basée sur l’évaluation de taux de construction et d’érosion (à partir de MNT, images satellitaires, photos aériennes…).
Toutes ces approches complèteront les observations de terrain des différentes unités et structures géologiques ensuite échantillonner. Lors d’une première mission de terrain en décembre 2006, des prélèvements ont été effectués sur les îles de Salina, Filicudi et Lipari.
Abstract
The Aeolian volcanic archipelago is situated at the southern Marge of the Tyrrhenian Sea on the Sicilian continental plateau. The compressive geodynamic context is due to the subduction and collision between the African and the European plates. This archipelago includes seven islands and many submerged seamounts, arranged approximately in a ring-like structure.
Anterior studies showed that the construction of the sub-aerial archipelago occurred since the last 500 000 years (Gillot, 1987). Stromboli, Vulcano and Panarea are still active,. Lipari had a historical eruption (750 AD). Salina and Alicudi could have had historical to pre-historical eruptions judging by their morphology. The western Aeolian arc sector (Alicudi, Filicudi, Salina) is constituted of calc-alkaline rocks, typical composition of volcanic arc. The rest of the archipelago shows unusual enrichment in potassic and alkali elements. Indeed, Vulcano and Lipari (central islands) have calc-alkaline to shoshonitic series; Panarea and Stromboli (eastern arc) are composed by calc-alkaline to potassic alkaline materials (Peccerillo et al, 1985).
Illustration de l'éruption de 1888 de Vulcano
The area has been studied since a long time, but the global eruptive story is still not well constrained. Therefore, the combination of chronological (K-Ar dating technique at the UPS-IDES), and geochemical analyzes (at Perugia University) will permit to evaluate the spatio-temporal magmatic evolution, function of the geodynamic evolution. Moreover, geomorphologic analyzes of volcanic structures will determine the construction and erosion rate using DTM.
This study aims to reconstitute the morphological and magmatic evolution of each Aeolian volcano in order to determine the temporal recurrence of the huge eruptive crises and their resulting hazard (direct and indirect hazard…). Knowing the last hazard could also help to predict the future one as flank collapses, tsunamis (Stromboli 2002) or new explosive activity that are particularly dangerous for the Sicilian coast and thereby for Tyrrhenian perimeter.
Travaux de recherche :
Etude du volcanisme du Massif Central
• Stage en laboratoire de M2 (2006)
Etude géochronologique et géomorphologique du Cantal (Massif Central) : importance des écoulements bréchiques dans l’histoire éruptive du volcan central
Encadrant : Prof. P.Y. Gillot
Co-encadrant : Dr. A. Hildenbrand
- Etude géochronologique et géomorphologique
- Importance et signification des écoulements bréchiques
• Stage en laboratoire de M1 (TER, 2005)
Etude géochronologique et géochimique du plateau volcanique de l’Aubrac (Massif Central) par la méthode de datation “K-Ar”
Encadrant : Prof. P.Y. Gillot
Etude géochronologique et géomorphologique du volcan du Cantal (Massif Central) : importance des écoulements bréchiques dans l’histoire éruptive du volcan central
Le volcanisme de France s’intègre dans le volcanisme européen situé au front des Alpes. Le volcan du Cantal, l’un des plus grands volcans d’Europe, est au cœur du Massif Central. Cette étude propose une synthèse géologique et une étude géochronologique associée à une approche géomorphologique, afin de comprendre l’origine et le mode de mise en place des écoulements bréchiques du volcan du Cantal.
MNT du Cantal
L’étude géochronologique réalisée permet de restreindre les âges des divers ensembles volcaniques précédemment publiés. L'activité du Cantal, qui s'étend entre 11 et 5 Ma, est caractérisée par quatre grandes phases éruptives. Les premières émissions volcaniques, entre 11 et 9 Ma, correspondent à des basaltes infracantaliens, suivis entre 9 et 7 Ma, par des laves différenciées constituant le complexe trachyandésitique central. L’activité terminale se manifeste par des basaltes supracantaliens dont les âges homogènes s’étendent de 5 à 7 Ma. Des écoulements bréchiques se répartissent selon toutes les directions à partir de la zone centrale. Ils sont contemporains de l’activité trachyandésitique et leur limite supérieure est contrainte par les basaltes de plateaux les recouvrant. situé à l’intérieur d’un hypothétique glissement.
En effet, selon certains travaux, des glissements de flancs sont à l’origine de ces brèches, appelées avalanches de débris. Nehlig (2001) propose un modèle avec un glissement majeur au SW. Le but de cette étude est de proposer un modèle de l’histoire éruptive du volcan par une analyse détaillée des structures géomorphologiques pertinentes.
Abstract
The whole French volcanism is part of the European volcanism located in front of the Alps. The Cantal Volcano, one of the biggest in Europe, occupies a central location within the Massif Central. We present a geological synthesis and a geochronological study, both integrated in a geomorphological approach, in order to understand the origins and ways of emplacement of the Cantal Volcano breccia flows. The geochronological study realized, compared to previously publications, permits to lower the timing of the different volcanic groups.
Vue du complexe trachy-andésitique central depuis le Col de Legal
The activity of the Cantal Volcano, which spans from 11 to 5 Ma, is characterized by four main effusive phases. The first volcanic emissions, between 11 and 9 Ma, correspond to the Infracantalian Basalts, followed between 9 and 7 Ma by differentiated lavas forming the central trachyandesitic Complex. Finally, the Supracantalian Basalts emplace as large basaltic outpourings between 5 and 7 Ma. Breccia flows originate from the central zone of the volcano and spread in all directions. They are contemporaneous with the trachyandesitic activity and their superior limite is constrained by the supracantalian basalts covering them.
According to some studies, some flank landslides triggered those brecchia flows. Nehlig (2001) was proposing a main landslide area at the SW of the volcano. This study aims to propose a model for the eruptive story of the volcano based on detailed analyses of relevant geomorphological structure.
Communication
JDD 2008 : Présentation Orale Abstract
JDD 2007: Poster Abstract
Formation
Etudes
2006… : Doctorat , Laboratoire UMR CNRS-IDES
2005-06 : 2e année Master (M2 STU), Spécialité ESV Parcours Volcanologie, UPS Orsay
2004-05 : 1e année Master (M1 STU), Spécialité ESV, UPS Orsay
2003-04 : Licence STU (L3), UPS Orsay
2001-03 : DEUG STU (L1 et L2), UBO Brest
Stage de terrain
• Stages hors cursus :
Volcanisme des Iles Eoliennes (septembre 2006), Géomorphologie et tectonique des Causses (aout 2005), Volcanisme du Vésuve et de l’Etna (Université de Bari, juillet 2005), Volcanisme d’Auvergne (Laboratoire de Géochronologie d’Orsay, juillet 2004)
• Stages du cursus universitaire :
Géologie générale de la Presqu’île de Crozon (Bretagne 2003), Volcanisme et géomorphologie d’Auvergne (2003, 2005, 2006), Volcanisme de la Baie de Naples (2006), Magmatisme du Massif Armoricain en Cotentin (2004), Tectonique des Alpes externes (2004), Tectonique des Cévennes (2005), Bassin sédimentaire des Corbières (2005)
Divers
• Langues : Anglais : scolaire, Allemand : scolaire, Italien : apprentissage
• Informatique : bureautique courante, Scilab, Arcmap, 3Dem, Surfer, Didger, Brice
• Outils de recherche : spectromètre de flamme à absorption, datation K-Ar par spectromètre de masse, XRF, LA-ICP-MS