Thèse Contraindre l'Histoire Éruptive de l'Archipel des Kerguelen à Partir de l'Étude des Tephra et des Cryptotephra Piégés dans les Archives Sédimentaires Lacustres et Marines H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Clermont Auvergne École doctorale : Sciences Fondamentales Laboratoire de recherche : Laboratoire Magmas et Volcans Direction de la thèse : Bertrand MOINE ORCID 0000000327802882 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-25T23:59:59 L'histoire éruptive d'une île océanique est enregistrée dans les lacs et en mer où les retombées volcaniques sont piégées et préservées dans les sédiments, contrairement aux dépôts terrestres subissant les processus d'érosion, d'altération et les effets climatiques. L'étude des retombées (téphra/cryptotéphra) constitue une stratégie puissante pour reconstruire l'activité volcanique passée et comprendre ces systèmes. Celles-ci apportent des informations cruciales sur la récurrence, cyclicité, dynamique d'extraction du magma, et les variations spatio-temporelles et compositionnelles des éruptions et des séries temporelles ; apportant des connaissances déterminantes sur l'architecture des systèmes de stockage magmatique, des échelles de temps de mise en place du magma et des vitesses de remontée. Les carottes sédimentaires extraites du lac d'Armor (archipel des Kerguelen), ont permis de mettre en évidence l'occurrence de onze éruptions explosives trachytiques au cours de l'Holocène. Les téphra les plus anciens se caractérisent par 1,2m d'épaisseur de ponces où s'intercale 4cm de téphra sombres de composition moins évoluée, indiquant deux éruptions contemporaines. L'origine des téphra découverts n'a pas encore été étudiée. De nouvelles carottes acquises au nord de l'île (lacs Guynemer, Five, Héra, Athéna, Aphrodite, Cartographie) et des plus anciennes au sud et en mer n'ont pas encore été explorées malgré la présence de nombreux téphra. En poursuivant les travaux débutés sur Armor et en étendant aux carottes lacustres et marines susmentionnées, les objectifs du doctorat sont les suivants :
(i)Développer un enregistrement téphrochronologique complet et robuste des éruptions explosives passées de l'Archipel des Kerguelen et des processus volcaniques associés à partir de la géochimie des verres et des minéraux (éléments majeurs et traces), et de la description morphologique et texturale de ceux-ci pour : (a) distinguer les dépôts primaires des remaniés, (b) mener des études de provenance, et (c) corréler les téphras lacustres et marins avec les sources terrestres.
(ii) Estimer les taux de récurrence, magnitudes, indices d'explosivité volcaniques (VEI) et cyclicités associées à chaque éruption et revisiter les volumes éruptifs émis à terre.
(iii) Explorer les échelles de temps et l'architecture spatiale du système de stockage des magmas dans la série magmatique pétrologique de Kerguelen.
En mesurant les gradients de concentration en hydrogène (H) dans les poches vitreuses, des profils de diffusion seront modélisés pour estimer le temps d'ascension, de décompression et de dégazage du magma avant l'éruption, et ainsi fournir des contraintes spatiales de très haute résolution sur les processus dynamiques magmatiques pré-éruptifs. La diffusion de l'eau au sein des liquides vitreux hébergés par les phénocristaux sera quantifiée avec la NanoSIMS (spectrométrie de masse à ions secondaires). La microthermométrie des inclusions fluides (volumes microscopiques de fluides piégés) est un outil puissant et consolidé permettant de déterminer l'architecture des systèmes de stockage magmatique, notamment dans leur partie profonde, et peut être appliquée aux inclusions fluides piégées dans les phénocristaux pour définir la profondeur des étapes d'accumulation/rééquilibrage du magma avant l'éruption. L'étude des spectres Raman peut détecter la source de ces fluides et définir les niveaux très superficiels de dégazage pré-éruptif du magma avec les données microthermométriques.
Kerguelen servira de référence pour d'autres systèmes insulaires peu étudiés, caractérisés par un même magmatisme (Tristan da Cunha, Açores, Jan Mayen). La mise en place d'un cadre téphrochronologique robuste pour Kerguelen est d'une grande importance pour synchroniser les archives locales et régionales, marines et continentales, dans une région où les données paléoclimatiques restent rares, malgré son rôle majeur dans la dynamique climatique mondiale.
La thématique de ce sujet de thèse s'inscrit dans les thématiques de recherche développées au sein du laboratoire Magmas et Volcans, du programme ClerVolc du CIR4 (thèmes Volatils) et au laboratoire EDYTEM de l'Université SMB.
Analyse de la composition des verres volcaniques (tephra/cryptotephra) en éléments majeurs et traces en utilisant la microsonde (EPMA) et l'ablation laser (LA-ICP-MS), de la diffusion de l'eau au sein des fluides piégés dans les minéraux (NanoSIMS, Raman). Caractérisation de la morphologie et de la texture des tephra/cryptotephra en utilisant le MEB, Geomorphologi3D et la Tomographie à Rayons X.

Candidat(e) diplômé(e) d'un Master en Science de la Terre (ou équivalent) ayant reçu une formation et des connaissances/compétences en Volcanologie, Pétrologie et Géochimie.