Quantification et datation des mouvements verticaux par géomorphogenèse, sédimentation, magmatisme et modélisation

L'étude des variations spatio-temporelles des mouvements verticaux vise à quantifier les facteurs géodynamiques qui contrôlent les bassins sédimentaires et l’évolution des reliefs.

Quatre proxies peuvent être utilisés, permettant d’accéder à la dynamique des couches lithosphériques les plus superficielles jusqu’aux couches mantelliques profondes.

1. Marqueurs géomorphologiques des bassins versants et terrasses marines

Les processus internes provoquent des mouvements de la topographie et inversement, tandis que les processus externes modifient la surface topographique via l'érosion, la sédimentation ou les processus biologiques et internes (soulèvement, subsidence, etc..).

Le signal tectonique et son évolution spatiotemporelle peuvent être extraits de l'étude du relief.

2. Enregistrements sédimentaires marins

Les enregistrements sédimentaires ou son absence d’enregistrement, s’ils sont datés, permettent de reconstruire les paléo-bathymétries de dépôts, et s’avèrent ainsi de véritables marqueurs des mouvements verticaux, quelle que soit leur origine : variations du niveau marin et/ou mouvements tectoniques de soulèvement et de subsidence.

3. Magmatisme et conditions physico-chimiques dans le manteau

Le magmatisme est un marqueur des changements de conditions physico-chimiques aussi bien dans le manteau que dans la croûte, en lien avec la déformation intraplaque, la dynamique lithosphérique et les mouvements horizontaux et/ou verticaux dans le manteau supérieur et dans la croûte.

La composition chimique des magmas (éléments en trace et rapports isotopiques) renseigne donc sur l’histoire des différentes enveloppes terrestres.

4. Modélisation des mouvements verticaux et propriétés mécaniques du manteau

Les mouvements verticaux de la lithosphère sont contrôlés à la fois par les propriétés élastiques de la lithosphère et par la structure thermique et les mouvements convectifs du manteau asthénosphérique.

Les observations précises des enregistrements de ces mouvements, à différentes échelles spatiales et temporelles, en lien avec la modélisation, peuvent permettre de mieux contraindre les propriétés viscoélastiques du manteau.