DDatation du volcanisme par luminescence

La luminescence peut être utilisé dans des applications comme la dosimétrie rétrospective des rayonnements, la détection des aliments ionisés, la quantification thermique des dommages dus au feu dans les bétons, la datation (roches chauffées des foyers préhistoriques, sédiments quaternaires, céramiques archéologiques, etc.).

L'application des méthodes de la luminescence à la datation du volcanisme est encore peu étudiée. Pourtant, leur potentiel est particulièrement intéressant. En effet, il n'y a pas aujourd'hui de méthode universelle et bien adaptée à la datation d'événements volcanique récents. Le potassium argon est souvent limité par la faiblesse des signaux qu'il faut mesurer et conduit alors à des âges dont la précision analytique est médiocre. Parfois même, dans certains contextes volcaniques, cette méthode est inapplicable(par exemple lorsque les laves contiennent de nombreuses enclaves de socle ancien). Le carbone 14 reste dépendant de la découverte de résidus carbonés de bonne qualité dont la relation avec l'événement volcanique que l'on souhaite dater soit indubitable. De plus, il est limité à la mesure d'âges plus jeunes que 35 000 à 40 000 ans. La méthode 40Ar/39Ar n'est pas toujours adaptée aux âges de moins de 100 000 à 200 000 ans. Les mesures basées sur l'U/Th et les déséquilibres radioactifs ne sont applicables que dans des cas exceptionnels et fournissent un âge qui n'est pas toujours celui de l'événement volcanique.

Les méthodes de luminescence en revanche pourraient s'appliquer directement aux laves dès lors que les propriétés des feldspaths (plagioclases et feldspaths potassiques) seront mieux connues et mieux maîtrisés. Si les feldspaths sont des constituants de presque toutes les roches volcaniques, d'autres minéraux comme le quartz existent également dans certains types de formations.

Ce potentiel dans le cas des feldspaths est malheureusement compromis par le phénomène de "fading anomal" qui se traduit par un déclin spontané de la luminescence au cours du temps. Divers modèles physiques existent. Toutefois, aucun aujourd'hui n'apporte une description complète et quantitative de ce phénomène.

L'objectif de notre laboratoire est de développer des solutions rendant possible l'utilisation des feldspaths tant des plagioclases que des feldspaths potassiques (anorthose, sanidine) ainsi que d'explorer le potentiel des quartz existants dans certaines formations volcaniques.

Ces démonstrations méthodologiques se fondent sur l'acquisition de nouvelles connaissances sur les mécanismes du fading anomal, et d'autre part en ré-examinant les conditions expérimentales (domaine infra-rouge, ultraviolet) et les méthodologies existantes (thermoluminescence, luminescence optiquement stimulée, etc.). Ces études utilisent également lorsqu'elles sont possibles des datations effectuées par d'autres méthodes (14C, K-Ar, 39Ar-40Ar). Ces comparaisons directes permettent de tester et valider de manière globale les hypothèses et les méthodologies applicables en luminescence.