Bellon herv, Professeur de 1 re Classe ˆ lÕUniversit de Bretagne Occidentale

Interaction point chaud - dorsales :

Mon domaine d'intérêt principal est de cerner comment la présence d'un point chaud perturbe l'accrétion océanique et de préciser les corrélations des paramètres morpho-structurales er épaisseur crustale avec les données géochimiques, enfin de mieux cerner les processus à l’origine de telles perturbations. Nous avons choisi de nous focaliser sur deux zones de point chaud qui interagissent l'un avec une dorsale rapide (la zone de Foundation), l'autre avec une dorsale lente (la zone des Açores), et qui, surtout, sont deux cas où le degré d’interaction varie. En effet, la zone Foundation est un cas où la dorsale s’approche du point chaud, les Açores correspondent à une région où la dorsale est passée au dessus du point chaud et s'en éloigne.

A partir d'une synthèse des données bathymétriques, magnétiques et altimétriques autour du point chaud des Açores, le long de l’axe mais aussi sur les flancs de la dorsale jusqu’à l’anomalie 13 (~38 Ma) montre que le point chaud a commencé son activité pour former le plateau des Acores autour de l’anomalie 6 (~20 Ma). Cette activité signe le début de mise en place du plateau qui se marque dans la topographie par un dénivellé de plus de 1500m par rapport au plancher environnant. Ce plateau se développe ensuite pendant environ 13 Ma, s’étendant au nord et au sud, son extension maximale atteignant 600 km autour de l’anomalie 5 (10 Ma). Cette période de construction magmatique importante est ensuite suivie d’une période d’ouverture de ce plateau qui débute vers 9 Ma au nord et se propage vers le sud pendant environ 6 Ma. La croûte océanique depuis l’ouverture du plateau se marque par une rugosité et une segmentation “normale” par rapport à celle située sur le plateau lui-même (Gente et al., 2000, en préparation).

Pour la zone Foundation (chantier dont le maître d’œuvre est Marcia Maia), nous avons pu montrer que l’interaction de cette dorsale avec le point chaud dont elle se rapproche n’a lieu qu’au moment où les deux zones de fusion entrent en connection (Maia, Hemond et Gente, 2000). Dans la partie ancienne de cette chaîne volcanique, l’interaction entre une ancienne dorsale (liée à l’existence d’une microplaque fossile (Blais et al., sous presse) et le point chaud n’a en fait pas eu lieu, la dorsale s’étant éteint peu avant son passage au dessus du point chaud.

Prospective : La dynamique de l'accrétion océanique : Volcanisme et quantification de la déformation : apport de la micro-bathymétrie aux observations à long terme sur les dorsales océaniques

Ce projet entre dans le cadre d'un nouveau projet national sur les dorsales océaniques concernant les observations à long terme. Il concerne la mise en évidence et la mesure des mouvements sur des phénomènes ayant une origine volcanique, tectonique ou hydrothermale. Saisir l'évolution des mécanismes éruptifs et de la déformation au niveau des dorsales océaniques, sur une courte période de temps et dans un espace donné, est un challenge.

Si l'accrétion océanique en terme de processus global, de segmentation, d'organisation spatiale ou encore d'évolution temporelle sur de grandes périodes de temps commence à être bien cernée, les mécanismes intimes tels le volcanisme ou la déformation active restent peu, voire pas du tout contraints. Contraindre ces mécanismes sur le plus grand volcan terrestre que représentent les dorsales océaniques paraît essentiel à la compréhension du système Terre. Les seuls exemples de mécanismes analogues qui peuvent être étudiés à terre sont l'Islande et l'Afar qui sont toutefois des zones particulières. Que se passe-t-il donc sous les océans en dehors de tout contexte de point chaud ?

Si l'on prend comme référence les mécanismes observés sur les volcans émergés, les phénomènes tectoniques et volxcaniques présentent de grandes variations en terme de fréquence, d'ampleur et d'expression. Comment avoir accès à des informations comparables sur les dorsales océaniques ? Les moyens d'investigation actuels (données de surface) n'ont pas une résolution suffisante pour fournir une information à l'échelle des phénomènes observés sur les volcans émergés. Le besoin est donc de développer des outils (multifaisceaux, magnétomètre, gravimètre) comme ceux utilisés sur les navires mais à proximité du fond. Avec la micro-bathymétrie, les données acquises ont une résolution de l'ordre de la dizaine de centimètres en vertical et de quelques dizaines de centimètres en latéral, correspondant à un saut d'un ordre de grandeur par rapport aux sondeurs actuels. Les images permettent non seulement d'identifier les structures mais également de quantifier les mouvements verticaux et horizontaux, et ainsi d'avoir accès à la dynamique du système.

Enseignement

Enseignement en DEA et Maîtrise des Sciences de la Terre (20h/an).

Encadrement de stages de DEA.

Direction ou co-direction de thèse

Morgane RAVILLY, de octobre 1996 à décembre 1999 : "Magnétisme des dorsales lentes : influence de l'accrétion et de l'altération". Thèse de l'UBO. Dir. de Thèse : P. Gente. Tuteurs : J. Dyment et P Gente. Thèse qui a obtenu le prix de thèse du CNFGG (Comité National Français de Géodésie et Géophysique) en 2001.

Angelina BLAIS, depuis septembre 1999 : «Comportement de la lithosphère océanique lors de changement de mouvement relatif des plaques : analyse morphostructurale, cinématique et modélisation ». Dir. de Thèse : P. Gente.

Responsabilités collectives

- Directeur Adjoint de l'UMR 6538

- Co-chef de mission campagne Encens-Sheba, N/O Marion Dufresne, 2000.

- Membre du groupe de travail sur la base de données VICTOR 6000 en tant que représentant INSU depuis 1996.

- Coordinateur du groupe "Imagerie géophysique " dans le programme Dorsales depuis 1998.

- Membre du groupe de suivi du projet VICTOR 6000 en tant que représentant INSU depuis 1998.

- Membre de la CSE 36ème section de l’Université de Bretagne Occidentale depuis 1997.

- Membre du conseil d’administration de l’IUEM (Institut Universitaire Européen de la MER) de 1998 à 2002.

Bibliographie choisie

THIBAUD R., DAUTEUIL O. and GENTE P. 1999. Mid-Atlantic ridge segment morphology and faulting pattern : a consequence of along axis variation in lithospheric rheology, Tectonophysics, 312, 157-174.

GOSLIN J.et al. (dont P. GENTE), 1999, Extent of Azores plume influence on the Mid-Atlantic Ridge north of the hot spot, Geology, 27, 991-994.

MAIA M et al.(dont P. GENTE), 2000. The Pacific-Antarctic Ridge-Foundation hotspot interaction : a case study of a ridge approaching a hot spot, Marine Geology, 167, 61-84.

MITCHELL, N., TIVEY M. and GENTE P., 2000. Seafloor slopes at mid-ocean ridges from submersible observations and implications for interpreting geology from seafloor topography, Earth Planet. Sci. Let., 183, 543-555.

RAVILLY M. et al. (dont GENTE P. ) 2001. NRM intensity of altered oceanic basalts across the MAR (21°N, 0-1,5 Ma) : a record of geomagnetic paleointensity variations ? Geophys. J. Internat. 145, 401-422.

Maia M., Hémond C., and Gente P., 2001. Contrasted interactions between plume, upper mantle, and lithosphere: Foundation chain case, G cube, vol. 2, July 31 2001.

BLAIS A., GENTE P., MAIA M. and D. NAAR, The Selkirk paleomicroplate. In press Tectonophysics.

Jean GOSLIN, Directeur de Recherche 2^ème cl., CNRS

11^ème section du CNRS, 35^ème section du CNU
Activité Scientifique (1998-2002) et Projets de recherche à 4 ans

1 • étude des mécanismes profonds de l'accrétion, actifs dans le manteau supérieur, en particulier des interactions entre les centres d'expansion actifs et les points chauds, par une interprétation conjointe des résultats issus de plusieurs techniques (gravimétrie, tomographie sismique, sismicité des dorsales, géochimie isotopique).

A l'échelle de l'ensemble de la dorsale médio-atlantique, les interactions entre points chauds et dorsales impliquent à la fois des processus profonds liés aux panaches et des effets "lithosphériques". Ces interactions sont fortement variables au cours du temps, conséquence d' une probable variabilité de l'activité des panaches eux-mêmes. Etendue à une échelle plus globale (l'ensemble des dorsales lentes de l'Islande au Golfe d'Aden), une telle analyse confirme la complexité des processus d'interaction entre points chauds et dorsales (Goslin et al., 1998).

2 • Les données acquises lors de la campagne TRIATNORD, dont j'étais chef de mission à bord du N/O L'Atalante en juin-juillet 98, fournissent une couverture complète du domaine récent de la dorsale médio-atlantique (créé depuis l'isochrone 3A, 5.6 Ma) entre les latitudes 40°30'N et 45°N. Des échantillons de roches ont également été recueillis à 18 sites précisément localisés le long de l'axe actif, grâce au cadre structural détaillé établi par le levé de bathymétrie et d'imagerie multi-faisceaux. Les premières interprétations de ces données montrent que la zone levée représente une section particulière de la dorsale médio-atlantique, subissant une influence complexe du point chaud des Açores. Il est possible de considérer, sur la base des données structurales, magnétiques et gravimétriques, que la limite nord de l'influence du point chaud est située dans la zone centrale du levé, entre 43°N et 44°N. Un tel résultat est en accord avec l'asymétrie de la structure thermique du manteau supérieur (qui indiquait une extension plus lointaine de l'influence des Açores vers le sud le long de la dorsale), telle qu'elle apparaît sur les modèles tomographiques globaux.

3 • Les études précédentes (cf point 2 ci-dessus) ont fait clairement ressentir le besoin d’ un modèle local d'anomalies de vitesses sismiques d'ondes P sous la région axiale de la Dorsale Médio-Atlantique (MAR), dans une région où le point chaud des Açores est actuellement situé au voisinage immédiat du centre d’expansion actif. Ce modèle devra posséder une résolution horizontale suffisante pour pouvoir être confronté aux résultats des synthèses structurales à l’échelle des segments d’accrétion (une à quelques centaines de kilomètres). Les travaux pour obtenir un tel modèle, (par inversion des anomalies de temps de trajet des ondes de volume, engendrées par les séismes se produisant à l’axe, et enregistrées par des stations distantes) ont débuté en 2001. Ils font suite à des travaux préliminaires (Kielius, 2000, DEA), qui avaient permis de valider notre technique de pointé des ondes P utilisant la transformée en ondelettes. Ce travail se poursuivra au cours de l’hiver 2002-2003 : la méthode utilisée nécessite en effet un pointé fiable de l’onde P sur un très grand nombre de sismogrammes (15000 trajets environ !), ainsi qu’une évaluation précise de l’erreur commise sur ce pointé.

4 • Enfin, j’ai participé en août-septembre 2000, à la campagne MD118/ DEFLO sur le N/O Marion Dufresne dans l’océan Indien central. Cette campagne était consacrée à l’étude des déformations intraplaques dans le Bassin Indien Central et le Bassin de Wharton. Des structures dont la mise en place serait due à une extension parallèle à la direction générale de la Dorsale Sud-Est Indienne ont été observées sur les levés de bathymétrie multi-faisceaux et de gravimétrie effectués au cours de MD118. L’interprétation de ces données en termes de déformations lithosphériques hors-axe est en cours.

Projets de recherche

Etude des processus de l'accrétion sur les dorsales lentes en contexte d’interaction avec les points chauds du manteau : exemple de la Dorsale Médio-Atlantique et du point chaud des Açores.

Ces projets consistent à :

• 
  poursuivre l’étude pluridisciplinaire (bathymétrie, gravimétrie, magnétisme, tomographie sismique, géochimie, pétrographie) des couplages existant entre les processus actifs à différentes échelles dans le manteau supérieur et les caractères de la lithosphère et de la croûte sous les domaines récents des dorsales lentes. Evolution de ces couplages lorsque l'activité des points chauds voisins de ces dorsales varie au cours du temps.
  
• 
  obtenir des modèles tomographiques régionaux pour l'Atlantique Nord (résolution espérée de l'ordre de la centaine de kilomètres, intermédiaire entre celle des modèles globaux et celle d'expériences conduites à l'échelle d'un segment de dorsale). Les premiers travaux sur ce thème (point 3 ci-dessus) ont confirmé que la fiabilité d’un modèle du manteau supérieur, obtenu par inversion des temps d’arrivées enregistrés à des stations distantes, dépendait de façon critique de la précision de la localisation des épicentres. Une telle localisation est l’un des deux objectifs principaux de la campagne SIRENA, dont j’étais chef de projet et de mission sur le N/O Le Suroit en mai-juin 2002 : six hydrophones autonomes ont été mouillés dans le canal SOFAR au nord des Açores au cours de cette campagne. Les enregistrements acquis grâce à ces instruments permettront la localisation des épicentres avec une précision de 2 km environ, ce qui devrait permettre d’améliorer considérablement la précision des modèles tomographiques du manteau supérieur sous le flanc nord du bombement des Açores.
  
• 
  associer la distribution de la sismicité observée le long de la Dorsale Médio-Atlantique aux hypothèses émises sur le fonctionnement d’une dorsale lente dans un contexte de manteau supérieur chaud ; quantifier les contraintes auxquelles est soumise la lithosphère jeune dans un tel contexte ; considérer l’importance relative des processus tectoniques et des phénomènes magmatiques dans la création de la croûte océanique à l’axe d’une dorsale lente comme un paramètre majeur dont doivent rendre compte les modèles de distribution des températures le long de l’axe (Gac et al., 2002 ; Gac, 2002, thèse).
  
• 
  à plus long terme : contribuer à l’évaluation du risque sismique dans l’Archipel des Açores, en observant une possible propagation de l‘activité sismique le long de cette Dorsale au cours du temps et/ou en confirmant un possible synchronisme entre les séismes observés dans l’Archipel et des « crises sismiques » se produisant le long de sections particulières de la Dorsale Médio-Atlantique.
  
• 
  enfin, en complétant les résultats déjà publiés sur la dorsale médio-atlantique au sud des Açores et sur la dorsale de Reykjanes, par ceux obtenus suite aux campagnes Triatnord et Sirena, proposer des bilans à grande échelle du fonctionnement de la Dorsale Médio-Atlantique et de ses interactions avec les points chauds des Açores et de l'Islande (de l'Islande jusqu'à 10°N environ).
  

Enseignement

- responsabilité de la mise en place du module GS5D "Approche géophysique des domaines océaniques" de l'option "Géophysique Marine" du DEA "Geosciences Marines", coordination et enseignement dans ce module, organisé sous forme d'un cycle de séminaires à thème (année 95-96 "Interactions points chauds - dorsales océaniques actives"; 96-97 "Structure superficielle et profonde des dorsales médio-océaniques"; 97-98 "Convection : du manteau à la convection hydrothermale"; 98-99 "Les discontinuités à l'intérieur de la Terre"). Cet enseignement a été étendu à toute la promotion de DEA en 1999-2000 ("Le temps et sa mesure en géosciences marines"), en 2000-2001 " La collision Inde-Asie ", en 2001-2002 "La lithosphère océanique et le ccle de subduction" . J'ai réalisé un support de cours pour cet enseignement, accessible à l'adresse: http://www-sdt.univ- brest.fr/~deasdt/TC3/tc3_01_02/.

- pendant neuf ans (1990-1993, 1995, 1996, 1999, 2001 et 2002) "membre permanent" du jury de ce DEA. Evaluation de l'ensemble des travaux de recherche de ces neuf promotions du DEA.

- encadrement de deux DEA entre 1998 et 2002 (D. Blanchard, 1998; A. Kielius, 2000) et de trois TER de maîtrise.

- encadrement de travaux d'intérêt personnel (TIPE) d'élèves de math spé. du Lycée de Kerichen à Brest.

Direction ou co-direction de thèse

• 
  co-direction de la thèse de S. Gac (avec J. Dyment et C. Tisseau). Soutenance prévue en septembre 2002.
  

Responsabilités collectives (en gras periode 1998-2002)

• 
  directeur de l'URA 1278 "Domaines Océaniques" du 1.1.1992 au 31.12.95 (40 permanents au 31.12.95).
  
• 
  membre élu du Conseil Scientifique de l'Université de Bretagne Occidentale (mai 1998 à mai 2002)
  
• 
  membre élu du Conseil d'Administration de l'Institut Universitaire Européen de la Mer (mars 1998 à mars 2002)
  
• 
  membre élu de la CS 35 ème section de l'UBO. Président de cette CS depuis le 29.01.02.
  
• 
  membre nommé de la CS 36 ème section de l'UBO.
  
• 
  président du groupe "Informatique - Sciences de la Terre de l'INSU" de 1990 à mai 1996.
  
• 
  membre du Comité de Programme "Dorsales" de l'INSU jusqu' en mars 1997.
  
• 
  sous-contractant (thème : études à moyenne échelle) du Programme Européen MAST III " Amores" : échanges lithosphère-hydrosphère-biosphère sur le bombement des Açores.
  
• 
  membre du Steering Committee de la Commission on Large-Volume Basaltic Provinces de IAVCEI.
  chef de projet et de mission de la campagne TRIATNORD (N/O L'Atalante, juin-juillet 1998, nord Açores) : levé bathymétrique du domaine récent de la Dorsale Médio-Atlantique entre 40°30’N et 45°N + 21 dragages. Collaboration avec des laboratoires portugais (universités de Lisbonne et de Faro) et japonais (ORI Tokyo).
  
• 
  chef de projet et de mission de la campagne SIRENA (N/O Le Suroit, mai-juin 2002, nord Açores) : mouillage d’un réseau de six hydrophones autonomes dans le canal SOFAR entre 40°N et 50°30’N. Collaboration avec des laboratoires américain (PMEL/NOAA, Newport, Oregon) et portugais (universités de Lisbonne et de Faro).
  

Bibliographie choisie

1) Goslin, J., Thirot, J.-L., Noel, O. & Francheteau, J., 1998b - Slow-ridge/hotspot interactions from global gravity, seismic tomography and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr isotope data. Geophys. J. Int..135, 700-710.

2) Goslin, J. and the TRIATNORD Scientific Party, 1999 - Extent of Azores plume influence on the Mid-Atlantic Ridge north of the hotspot. Geology, 27, 991-994.

3) Benoit, M., Goslin, J., Bohn, M., Gente, P. & Etoubleau, J., 2002. Phenocryst compositions in Mid-Atlantic Ridge basalts (41°N-45°N) : possible witnesses of magma-lithosphere interactions? Soumis à Erath Planet. Sci. Lett., mars 2002.

4) Gac, S., Dyment, J., Tisseau, C. & Goslin, J., 2002. Axial magnetic anomalies over slow-spreading ridge segments : insigths from numerical 3-D thermal and physical modelling. Soumis à Geophys. J. Int., mars 2002.

Rémy GOURVENNEC, CR1, CNRS

11^ème section du CNRS, 36^ème section du CNU,
Activité Scientifique et Projets de recherche à 4 ans
Activité Scientifique
Paléontologie :

-Groupes étudiés : Brachiopodes Spiriférides.

-Période étudiée : Paléozoïque (principalement Siluro-Dévonien).

-Domaine d'étude : monde (surtout Nord Gondwana et sud Laurussia).

-Champs abordés : systématique, évolution, stratigraphie, etc. Reconstitution des paléogéographies et paléoenvironnements, relations cycles sédimentaires - faunes benthiques, estimation de la biodiversité.

Divers : participation au "Treatise on Invertebrate Paleontology". Expertises paléontologiques
Projet de recherche à 4 ans

Communautés benthiques et cycles moyenne et haute fréquence : poursuite du projet en cours sur le Dévonien inférieur de la Rade de Brest (Praguien-Emsien). Plusieurs publications déjà parues sur ce thème, basées sur des résulatats partiels obtenus sur les brachiopodes. Traitement et interprétation des autres groupes d'invertébrés benthiques prévus dans les prochains mois. Modélisation dynamique de la structure des dépôts et des communautés associées dans les contextes terrigènes paléozoïques.

Dévonien du Portugal et du Massif armoricain : étude sédimentologique, paléontologique et stratigraphique, autour de 3 axes principaux. 1) études des faunes benthiques et planctoniques; 2) comparaison entre les zones Centre ibérique et d'Ossa Morena; 3) rapports entre le Portugal et le Massif armoricain. Avec pour objectif final d'apprécier les contraintres paléogéographiques pesant sur les modèles de reconstitution de la chaîne varisque.
Autres secteurs d'intervention : plusieurs études sont en voie d'achèvement, en cours ou programmées. Elles concernent les brachiopodes du Hodh (Mauritanie), du Viet-Nam, de Turquie et des Tassilis (Algérie) qui devraient permettre d'utiles comparaisons avec le matériel du bassin de Tindouf que j'ai étudié par le passé. Je prévois également de poursuivre ma collaboration aux projets PICG et au Treatise on Invertebrate Paleontology dont un volume supplémentaire est d'ores et déjà programmé. J'envisage aussi (à long terme) d'étendre la base de données consacrée aux spiriférides siluriens vers le Dévonien dans le but (entres autres) de mieux comprendre les stratégies évolutives de ce groupe et de participer au projet Eclipse (Ouest Gondwana) si celui-ci est accepté.
Enseignement
DEA (Paléontologie, Paléobiologie et Phylogénie, ED de Montpellier) : option Paléozoïque.

Conférencier invité : Séminaire "Assemblages d'espèces actuels et fossiles" (Wimereux, 1998) (Fédération de Recherche "Milieux naturels et anthropisés - Flux et dynamique").

Accueil d'une jeune stagiaire (préparation concours Muséologie): techniques en paléontologie (1999)
Direction ou co-direction de thèse
Encadrement d'un mémoire de DEA (Paléontologie, Paléobiologie et Phylogénie, ED de Montpellier) sur les "Variations des assemblages benthiques en relation avec l'événement de la base du Zlichovien dans la coupe de Seillou (Massif armoricain, France)" (2000)

Encadrement d'une thèse sur "L'impact des variations globales du niveau marin sur les assemblages benthiques à brachiopodes au Siluro-dévonien (bioévénements, biodiversité, variations climatiques, impacts sur les modalités évolutives)". (2000-2003; thèse dont j'assure la co-tutelle avec A. Loi, Cagliari, Italie)

Responsabilités collectives
Responsable français du projet de Coop. Scient. & Techn. Franco-Portugais (ICCTI) : Le Dévonien du Portugal et du Massif armoricain… (2001-2004) (incluant missions de terrain).

Membre élu du Conseil Scientifique de l'UBO

Membre du bureau de l'Association Paléontologique Française (APF) (1996-2001).

CSE : Membre suppl. de la 36° sect. Brest ; Membre suppl. de la 35°-36° sect. Rennes ( jusq. 2001)

Correspondant "Informatique" de l'UMR sur le site du Bouguen

Trésorier de section syndicale

Bibliographie choisie
LECOMTE S., GOURVENNEC R. & LOI A., 1998 - Communautés benthiques à brachiopodes et variations eustatiques: exemple de la Formation du Faou (Dévonien, Massif armoricain, France). C. R. Acad. Sci. Paris, 327: 189-195.
GOURVENNEC R., 1999 - La conquête des mers siluriennes par les Spiriferida (Brachiopoda). C. R. Acad. Sci. Paris, 329: 669-674.
BIGEY F., BOUYX E., BRICE D. & GOURVENNEC R., 2000 - Bryozoaires et paléobiogéographie: données fournies par le Dévonien inférieur de Nouvelle-Ecosse (Canada). Ann. Soc. géol. Nord, 8, 2°sér., 1: 33-43.