Géosciences Montpellier
Université de Montpellier
Campus triolet cc060
Place eugène bataillon
34095 montpellier cedex05
FRANCE
Comment l’évolution de la dynamique de la Terre et l’émersion des surfaces continentales ont pu influencer l’apparition et l’évolution de la vie ? Comment l’oxydation irréversible de la surface de la Terre a généré une diversité biologique et minéralogique, y compris des minéraux d’intérêt économique. Nous abordons l’histoire de la tectonique des plaques et des enveloppes externes en utilisant observations de terrain sur les cinq continents, analyses sédimentologiques, minéralogiques, géochimiques et structurales, mesures des propriétés magnétiques, datations et modélisation thermo-mécanique.
Le thème est organisé autour de 3 questions principales
Quels sont les mécanismes impliqués dans la formation, la destruction et le recyclage de la croûte continentale au cours du temps ? Implications pour le début de la tectonique des plaques ?
Quels sont les mécanismes et le timing de l’oxygénation du système atmosphère- hydrosphère-biosphère et son influence sur l’évolution du vivant et des minéralisations d’intérêt économique (Fe, Mn, Au) ?
Quel est le bilan redox à l’échelle de la planète et ses conséquences en terme d’habitabilité ?
Nos outils
- les plateformes de géochimie OSU-OREME,
- les services de microscopie,
- EBSD et calcul numérique
- et les équipements en géochimie isotopiques associés à l’ERC CoG ‘MILESTONE’.
Nos études
Les études reposent sur une vaste collection d’échantillons d’intervalles clés couvrant l’ère précambrienne :
- plus de 1500 m de carottes de forage provenant d’Australie, d’Afrique du Sud et du Brésil
- large collection d’échantillons et de zircons provenant des 5 continents
- accès à nombre de carothèques dans des compagnies minières en Australie, Brésil, Gabon et d’Afrique du Sud.
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Carothèques dans des compagnies minières au Brésil
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Carothèques dans des compagnies minières en Afrique du Sud
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Carothèques dans des compagnies minières en Australie
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Carothèques dans des compagnies minières au Gabon
Nos points forts
L’élément structurant du thème Terre Primitive est qu’il regroupe des personnes intéressées soit par la géodynamique interne soit par les processus de surface, et utilisant des méthodologies complémentaires. Cette dualité nous permet d’étudier les relations entre l’évolution de la géodynamique interne de la Terre, notamment le début des processus de subduction et de formation de croûte continentale, et l’évolution des enveloppes externes (atmosphère, hydrosphère et biosphère), notamment l’apparition de la photosynthèse et l’oxygénation de l’atmosphère et des océans.
Moments forts
[30/08/2024 – Publication Nature Geosciences]
Neoarchaean oxygen-based nitrogen cycle en route to the Great Oxidation Event
Alice Pellerin, Christophe Thomazo, Magali Ader, Camille Rossignol, Eric Siciliano Rego, Vincent Busigny & Pascal Philippot.
La composition isotopique de l’azote (δ15N) dans les roches sédimentaires retrace les processus biologiques liés à l’oxygénation de la surface de la Terre. Cependant, aucune variation significative des δ15N n’est observée lors du Grand Événement d’Oxydation (2,45 Ga), suggérant une dissociation entre l’apparition des premières voies oxydatives du cycle de l’azote et l’accumulation d’oxygène dans l’atmosphère et les océans. Des valeurs δ15N très élevées (>30‰) ont été trouvées dans une séquence sédimentaire du Brésil déposée en milieu marin vers 2,68 Ga. Cet excursion positive des isotopes de l’azote peut s’expliquer par l’oxydation de N2 ou NO2 en lien avec un cycle cryptique de l’oxygène, ce qui implique que la photosynthèse oxygénique existait dès 2,7 Ga. Ce phénomène marque un cycle intermédiaire de l’azote qui pré-figure l’accumulation de nitrate dans les océans lors du Grand Événement d’Oxydation. Les auteurs nomment ce phénomène l’ « Événement Isotopique de l’Azote ».
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07842-x
[Publication Nature Geosciences]
Sub-arc mantle fugacity shifted by sediment recycling across the Great Oxidation Event
Hugo Moreira et collaborateurs montrent comment l’évènement de grande oxygénation de l’atmosphère et des océans entre 2.5 et 2.2 milliards d’années a modifié la fugacité en oxygène du manteau et modifié le type de magmatisme à l’aplomb des zones de subduction.
[Publication PNAS NEXUS]
Low-phosphorus concentrations and important ferric hydroxide scavenging in Archean seawater
Eric Siciliano Rego et collaborateurs définissent une corrélation entre les teneurs en phosphore (P) et en fer (Fe) dans des formations de fer rubanées archéennes (BIF, 2.74 Ga) qui montre les mêmes caractéristiques que celle enregistrée dans les sédiments modernes. Ces résultats suggèrent que des conditions à faible teneur en phosphore ont prévalu tout au long de la première moitié de l’histoire de la Terre, probablement du fait de l’absence de surfaces continentales émergées.
personnes impliquées
ANIMATEUR DU THÈME : Pascal Philippot
Diane Arcay
Nicolas Arnaud
Michael Bonno
Delphine Bosch
Olivier Bruguier
Pierre Camps
Alain Chauvet
Bruno Dhuime
Fanny Garel
Flavia Girard
Arnauld Heuret
Michel Lopez
Manuel Muñoz
Mélodie Philippon
Catherine Thoraval