Offre de thèse en géodynamique mantellique

Date limite de candidature : 15 Mai 2024

Sujet : Influence de la rhéologie et de la propagation de magma sur les pulsations à courte période du panache de la Réunion

Supervision :  Maëlis Arnould, Jean-Philippe Perrillat, Shi Joyce Sim

Description de l'offre:

Les points chauds terrestres présentent des fluctuations d’activité magmatique sur des périodes de 1 à 20 Ma, indiquant des changements dans la production de magma au sein des panaches mantelliques sous-jacents. La périodicité de ces fluctuations permet de déterminer indirectement les mécanismes de production de magma et de mieux comprendre les interactions entre les panaches et le manteau environnant.

Récemment, des fluctuations synchrones d’activité magmatique ont été identifiées sur deux îles du point chaud de la Réunion, la Réunion et l’île Maurice, avec une période de ~400 ka sur les trois derniers millions d’années. Cette période est d’un ordre de grandeur plus courte que celles identifiées sur d’autres points chauds terrestres. Étant donné la distance séparant ces îles et la courte période des pulses, une hypothèse consiste à considérer qu’ils résultent de processus géodynamiques se produisant dans l’asthénosphère ou plus profondément.

Figure : a. Instantané d’un modèle 3D de convection mantellique avec  tectonique des plaques. Les panaches mantelliques sont soulignés par l’isotherme jaune (adapté d’Arnould et al., 2020). b. Modèle d’écoulement biphasique montrant le développement d’ondes de porosité dans un contexte de dorsale médio-océanique (Sim et al., 2022).

L’objectif de cette thèse est d’explorer les rôles de la rhéologie du manteau et les propriétés de propagation du magma produit au niveau des panaches dans la production de pulsations d’activité de courte-période des panaches mantelliques. Pour ce faire, deux méthodes numériques complémentaires seront utilisées : le code StagYY (Tackley, 2000) qui permettra de modéliser des panaches mantelliques en interaction avec leur environnement à l’échelle globale (Fig. a), et le code TerraFERMA (Wilson et al., 2017, Fig. b), qui sera adapté de façon à modéliser la dynamique de fluides biphasiques tels qu’observés au niveau des panaches mantelliques. La périodicité des pulses d’activité des panaches modélisés par ces deux méthodes sera ensuite comparée à des nouvelles observations du point chaud de la Réunion obtenues au cours du projet Plum-BeatR financé par l’ANR. Ce sujet de thèse interdisciplinaire permettra d’acquérir des connaissances précieuses sur la capacité des panaches mantelliques à générer des fluctuations magmatiques, telles qu’observées au point chaud de la Réunion, et ainsi de contraindre la rhéologie et la dynamique du manteau d’une manière originale.

Supervision : L’étudiant.e. en thèse sera inscrit.e à l’Université Lyon 1, travaillera au LGL-TPE, et sera co-encadré.e par Maëlis Arnould et Jean-Philippe Perrillat. Une année d’échange est prévue dans le cadre de cette thèse à Georgia Tech pour travailler avec S. Joyce Sim sur les modèles biphasiques. L’étudiant.e en thèse bénéficiera par ailleurs d’échanges avec tous les membres du projet Plum-BeatR tout au long de la thèse, et en particulier avec le coordinateur du projet, V. Famin (IPGP, Univ. Réunion).

Environnement : L’étudiant.e en these travaillera principalement au LGL-TPE, sur le site de la Doua. Le laboratoire est un environnement scientifique très dynamique, avec un large spectre de sujets de recherche en Sciences de la Terre, allant de la paléontologie et de la paléoclimatologie aux sciences planétaires. L’équipe Terre et Planètes du LGL-TPE rassemble des minéralogistes, des géophysiciens et des géochimistes, et étudie tous les sujets liés à la structure interne, l’évolution et la dynamique des planètes, à partir d’approches pluridisciplinaires. Les travaux de recherche, le matériel informatique et les missions de l’étudiant.e. en thèse seront financés par le projet ANR Plum-BeatR.

Date de début de la thèse : Avant la fin de 2024, idéalement en Septembre/Octobre 2024.

Durée : 3 ans.

Rémunération mensuelle : 1,690–1,850 € avant impôts. Possibilité de candidater à une ACE (Activité Complémentaire d’Enseignement) à l’Université Lyon 1.

Prérequis : Le.la candidat.e retenu.e devra avoir une formation solide en géophysique et en modélisation numérique, d’excellentes capacités rédactionnelles et de bonnes aptitudes à la communication en anglais. Toutes expériences en programmation scientifique seront considérées comme un plus. Une forte motivation et un intérêt pour les interactions multidisciplinaires avec les autres membres du projet Plum-BeatR sont attendus.

Date limite de candidature : Les candidatures reçues avant le 15 Mai 2024 seront considérées en priorité. Les candidatures plus tardives seront étudiées jusqu’à ce que le poste soit pourvu. Une attention particulière à l’égalité des chances sera assurée pendant le processus d’évaluation de toutes les candidatures.

Les documents de candidature suivants doivent être envoyés à maelis.arnould@univ-lyon1.fr :

  • Un curriculum vitae, comprenant les contacts d’au moins deux personnes de référence.
  • Une lettre de motivation (2 pages maximum), comprenant un exposé de l’expérience passée et des domaines de recherche d’intérêt du/de la candidat.e.
  • Les relevés de notes et les copies des diplômes obtenus.

Pour plus d’informations, contacter :

 

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