Thèse Evènements Pétrologiques de Courtes Durées < Ka en Zone de Subduction Lier Approche Naturaliste et Approche Expérimentale H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Grenoble Alpes École doctorale : STEP - Sciences de la Terre de l'Environnement et des Planètes Laboratoire de recherche : Institut des Sciences de la Terre Direction de la thèse : Fabrice BRUNET ORCID 0000000209298398 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-03T23:59:59 Les zones de subduction sont centrales dans l'évolution du système Terre depuis au moins 1 Ga (Brown, 2007; Holder et al., 2019). Elles sont un acteur principal de la tectonique des plaques, de la production de nouvelle croûte continentale, et affectent en profondeur les cycles géochimiques globaux (Hacker et al., 2003a; Hacker et al., 2003b). En parallèle, le métamorphisme se déroulant dans les zones de subduction tend à libérer l'eau contenue dans les roches du panneau plongeant (slab). Cette eau libérée lors de réactions de déshydratation est fortement suspecté d'être responsable de l'activité (a)-sismique observée dans les zones de subduction (Behr and Bürgmann, 2021). Alors que les dynamiques temporelles de ces activités (a)-sismiques sont aujourd'hui finement caractérisées grâce aux outils géophysiques (géodésie, sismique), les temporalités pétrologiques (e.g. durées de cristallisation métamorphique) demeurent très incertaines. Ceci est la conséquence de la faible résolution temporelle des méthodes radiochronologiques employées pour caractériser ces durées, clairement insuffisante pour identifier des processus dont la durée est inférieure au millier d'année (ka). En d'autres termes, les informations pétrologiques et géophysiques donnent des durées qui ne pas réconciliables, empêchant donc tout modèle solide d'évolution des zones de subduction récentes.
L'objectif de ce projet de thèse est de combiner pétrologie expérimentale et analyse/cartographie géochimique in-situ (ablation laser, micro-sonde électronique) afin de caractériser la réponse minéralogique (croissance cristalline & transfert chimique) à des évènements transitoires de libération de fluides. Les résultats obtenus par l'approche expérimentale seront appliqués à des échantillons naturels prélevés dans les Alpes Occidentales.
Ce projet de thèse va amener à établir un lien nouveau entre activité pétrologique et activité tectonique de courtes durées (< ka) dans les zones de subduction. Ce projet s'inscrit dans des développements uniques, en cours au sein de l'ISTerre - Grenoble, à l'interface entre pétrologie, géochimie et géophysique en zone de subduction. Ces développements concernent, notamment, une nouvelle méthode d'évaluation de durées de cristallisation sur minéraux naturels. Les résultats préliminaires très prometteurs obtenus ont démontré la nécessité d'évaluer les paramètres physiques (coefficient de diffusion intergranulaire, coefficient de partage) gouvernant l'évolution de l'état chimique du milieu de croissance intergranulaire et notamment la présence et la préservation de gradients chimiques. L'évaluation de ces paramètres physiques étant difficilement possible sur des échantillons naturels, l'approche expérimentale est idéale ici. Le coeur de ce projet de thèse sera donc l'établissement et la réalisation d'expériences en presse gros volumes, i.e. piston-cylindre (P < 3 GPa et T < 1000°C) et la caractérisation géochimique de ces expériences ayant pour finalité d'établir un modèle de transport réactif applicable aux zones de subduction actuelles. Ce projet de thèse va amener à établir un lien nouveau entre activité pétrologique et activité tectonique de courtes durées (< ka) dans les zones de subduction. L'utilisation d'un piston-cylindre sera centrale dans ce projet de thèse. Pour cela, la personne sélectionnée devra acquérir des compétences de bases en outillage et confection et manipulation de charges expérimentales. L'analyse géochimique des expériences se fera sur des instruments comme le microscope électronique à balayage, la micro-sonde électronique et la spectrométrie de masse couplée à un système d'ablation laser.

La personne recrutée sera titulaire d'un Master en Sciences de la Terre. Une expérience en pétrologie expérimentale et/ou en caractérisation du solide par méthode in situ (ablation laser, micro-sonde électronique, microscopie électronique) sera appréciée. Des connaissances avancées en pétrologie endogène et des connaissances de base en modélisation numérique (type transport réactif) sont aussi attendues. La personne recrutée devra être capable de s'exprimer en français comme en anglais, à l'écrit ainsi qu'à l'oral.