Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
The nucleation and growth processes of spherulitic alkali feldspar have been investigated in this study through X-ray microtomography and electron backscatter diffraction (EBSD) data. Here we present the first data on Shape Preferred Orientation (SPO) and Crystal Preferred Orientation (CPO) of alkali feldspar within spherulites. The analysis of synchrotron X-ray microtomography and EBSD datasets allowed us to study the morphometric characteristics of spherulites in trachytic melts in quantitative fashion, highlighting the three-dimensional shape, preferred orientation, branching of lamellae and crystal twinning, providing insights about the nucleation mechanism involved in the crystallization of the spherulites. The nucleation starts with a heterogeneous nucleus (pre-existing crystal or bubble) and subsequently it evolves forming “bow tie” morphologies, reaching radially spherulitic shapes in few hours. Since each lamella within spherulite is also twinned, these synthetic spherulites cannot be considered as single nuclei but crystal aggregates originated by heterogeneous nucleation. A twin boundary may have a lower energy than general crystal–crystal boundaries and many of the twinned grains show evidence of strong local bending which, combined with twin plane, creates local sites for heterogeneous nucleation.This study shows that the growth rates of the lamellae (10− 6–10− 7 cm/s) in spherulites are either similar or slightly higher than that for single crystals by up to one order of magnitude. Furthermore, the highest volumetric growth rates (10− 11–10− 12 cm3/s) show that the alkali feldspar within spherulites can grow fast reaching a volumetric size of ~ 10 μm3 in 1 s.
ISSN: 0024-4937

hal-01172356
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01172356
DOI : 10.1016/j.lithos.2014.12.003

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
Tectonically controlled landforms develop morphologic features that provide useful markers to investigate crustal deformation and relief growth dynamics. In this paper, we present results of morphotectonic experiments obtained with an innovative approach combining tectonic and surface processes (erosion, transport, and sedimentation), coupled with accurate model monitoring techniques. This approach allows for a qualitative and quantitative analysis of landscape evolution in response to active deformation in the three end-member geological settings: compression, extension, and strike–slip.Experimental results outline first that experimental morphologies evolve significantly at a short time scale. Numerous morphologic markers form continuously, but their lifetime is generally short because erosion and sedimentation processes tend to destroy or bury them. For the compressional setting, the formation of terraces above an active thrust appears mainly controlled by narrowing and incision of the main channel through the uplifting hanging-wall and by avulsion of deposits on fan-like bodies. Terrace formation is irregular even under steady tectonic rates and erosional conditions. Terrace deformation analysis allows retrieving the growth history of the structure and the fault slip rate evolution. For the extensional setting, the dynamics of hanging-wall sedimentary filling appears to control the position of the base level, which in turn controls footwall erosion. Two phases of relief evolution can be evidenced: the first is a phase of relief growth, and the second is a phase of upstream propagation of topographic equilibrium that is reached first in the sedimentary basin. During the phase of relief growth, the formation of triangular facets occurs by degradation of the fault scarp, and their geometry (height) becomes stationary during the phase of upstream propagation of the topographic equilibrium. For the strike–slip setting, the complex morphology of the wrench zone, composed of several interacting fault segments, enhances the interactions with the drainage network. Because of the widening of the main fault zone toward the surface, a significant amount of distributed deformation is observed along the wrench zone. Locally, where two terminations of fault segments interact, less than a quarter of the far field displacement can remain measurable using fault offsets, leading to a systematic underestimation of the real fault slip rate.These different experimental examples illustrate the great potential of the approach coupling deformation mechanisms and erosion–transport–sedimentation processes to investigate qualitatively and quantitatively the morphotectonic evolution of tectonically controlled landscapes.
ISSN: 0169-555X

hal-01243587
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01243587
DOI : 10.1016/j.geomorph.2015.02.011

Éditeur(s) : Amer Geophysical Union
Résumé : The temporal evolution and spatial distribution of surface salinity and colored detrital matter (cdm) were evaluated within and adjacent to the Amazon River Plume. Study objectives were as follows: first, to document the spatial coherence between Amazon discharge, salinity, cdm, and the nature of the salinity-cdm relationship; second, to document the temporal and spatial variability of cdm along the trajectory of the low-salinity Amazon Plume, and third, to explore the departure of cdm from conservative mixing behavior along the plume trajectory into the open ocean. Time series (2003-2007) of surface salinity estimated using the Advanced Microwave Scanning Radiometer-Earth Observing System and corresponding satellite cdm absorption (acdm) data documented a plume of freshened, colored water emanating from the Amazon. Salinity and acdm were generally coherent, but there were regions in which spatial patterns of salinity and acdm did not coincide. Salinity was oppositely phased with discharge, whereas acdm was in phase but lagged discharge and typically remained high after maximum discharge. Along the river plume trajectory, acdm was inversely correlated with salinity, yet there was considerable deviation from conservative mixing behavior during all seasons. Positive anomalies in a linear relationship between salinity and acdm corresponded to areas of enhanced satellite-retrieved net primary productivity, suggesting the importance of phytoplankton biomass or its subsequent remineralization as a source of cdm. Negative anomalies tended to predominate at the distal sections of the plume trajectories, an observation consistent with the process of photo-oxidation of cdm over observed time scales of days to weeks.
Journal Of Geophysical Research-oceans (0148-0227) (Amer Geophysical Union), 2011-07 , Vol. 116 , N. C00H02 , P. 14 p.

Droits : 2011 American Geophysical Union. All Rights Reserved.
http://archimer.ifremer.fr/doc/00041/15218/12593.pdf
DOI:10.1029/2011JC006989
http://archimer.ifremer.fr/doc/00041/15218/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : National audience
Nous présentons les premières phases d'un travail orienté vers la construction d'un thésaurus trilingue dédié à la biodiversité en méditerranée. Notre démarche se veut résolument synthétique et exploite à posteriori les dires d'experts accessibles depuis les publications scientifiques faisant référence dans le domaine. Les termes clés, qui sont à la base du socle conceptuel nécessaire à une meilleure compréhension de la biodiversité en méditerranée, sont acquis au travers d'une approche rigoureuse de fouille de texte qui est détaillée ici. Les premiers résultats obtenus sont rapportés et évalués. Les experts du domaine seront ensuite sollicités pour aider à articuler les termes au travers de structures hiérarchiques et ainsi retranscrire leur savoir sous la forme d'un thésaurus dédié à la biodiversité dans le bassin méditerranéen.
INFORSID
Montpellier, France

lirmm-00723586
http://hal-lirmm.ccsd.cnrs.fr/lirmm-00723586
http://hal-lirmm.ccsd.cnrs.fr/lirmm-00723586/document

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Joint inversions are now commonly used in Earth Sciences. They have been developed to better understand Earth structure since they provide more constraints on the inverted parameters. We propose a new process to simultaneously invert several data sets in order to better image 3-D crustal and upper mantle structures. Our inversion uses 3 kind of data which present a good complementarity : (1) P receiver functions to provide Moho depth variations, (2) teleseismic delay times of P waves to retrieve velocity anomalies in the crust and upper mantle, (3) gravity anomalies to image density variations at lithospheric scale. In our scheme, receiver functions are first inverted. The resulting Moho depths are then interpolated and incorporated as a priori information into the joint inversion of teleseismic delay times and gravity anomalies process. In our new approach, we perform a model space search for Moho variations, P-velocity and density structure to find acceptable fit to the three data sets. In order to preferentially sample the good data fit region, we chose the Neighborhood algorithm of Sambridge to optimistically survey the model space. We model the delay times with a 3-D raytracing using velocity nodes evenly spaced and linked with density nodes via a linear relationship. This relationship can evolve through depth, simulating its pressure dependance. We test our scheme on synthetic examples, and apply the method in a continental rifting region where deformation processes are complex and badly known. This joint inversion thus provides more constraints on the inverted parameters, and allows us to better image crust - mantle interactions in the case of the Hangai dome (Central Mongolia). Indeed, in this area, we expect an asthenospheric upwelling to dynamically support the topography, but we image a density - velocity anomaly in the lower crust. The effects on topography and the origin (composition vs. thermal) of this anomaly are still under debate.
Les inversions conjointes sont maintenant communément utilisées en Sciences de la Terre. Elles ont été développées afin d'améliorer notre connaissance et compréhension de la structure interne de la Terre puisqu'elles apportent de plus en plus de contraintes sur les paramètres inversés. Dans cette thèse, nous proposons un nouveau processus d'inversion conjointe qui prend en compte trois paramètres différents et qui mène à l'obtention d'un modèle lithosphérique tridimensionnel. Notre méthode utilise trois types de données gravimétriques et sismologiques qui présentent une bonne complémentarité : (1) Les fonctions récepteur P afin d'obtenir les variations de profondeur du Moho, (2) les délais de temps d'arrivées P des téléséismes pour retrouver les anomalies de vitesse dans la croûte et le manteau supérieur, (3) les anomalies gravimétriques qui donnent accès aux variations de densité à l'échelle lithosphérique. Dans le schéma d'inversion proposé, nous inversons d'abord les fonctions récepteur. Les variations de profondeur du Moho qui en résultent sont alors interpolées puis incorporées comme information a priori dans le processus d'inversion conjointe gravimétrie - tomographie télésismique. Que ce soit pour les fonctions récepteur ou pour la partie conjointe, notre méthode d'inversion se base sur un algorithme de recherche afin de trouver la structure qui minimise l'écart aux trois types de données. Nous avons opté pour l'algorithme de voisinage qui présente l'avantage de concentrer sa recherche dans les régions qui minimisent l'écart aux données sans toutefois abandonner les autres régions afin de limiter les risques de convergence vers un minimum local. Nous utilisons un modèle 3-D constitué de noeuds de vitesse afin de modéliser les délais de temps. Ces noeuds de vitesse sont liés aux noeuds de densité grâce à une relation linéaire entre vitesse et densité. Cette relation peut évoluer avec la profondeur de manière à simuler les effets dus aux variations de pression. Nous avons réalisé plusieurs tests synthétiques afin d'évaluer le comportement de notre nouvelle méthode. Ils ont permis de montrer que les variations du Moho ainsi que les anomalies de vitesse et densité sont bien retrouvées. Ils ont également montré l'importance de la prise en compte de ces trois types de données dans un même schéma d'inversion, notamment en ce qui concerne la faculté de discerner les variations d'interfaces des anomalies volumiques. Nous avons ensuite appliqué la méthode dans une région continentale en phase de rifting où les processus de déformation sont complexes et mal connus. Notre nouvelle méthode a apporté davantage de contraintes sur les paramètres inversés et a permis d'obtenir un modèle correctement résolu de la croûte et du manteau supérieur sous le dôme de Hangai (Mongolie Centrale). Une anomalie asthénosphérique sous le dôme est souvent invoquée pour expliquer sa topographie élevée mais c'est une anomalie (en vitesse et densité) crustale (croûte inférieure) qui s'exprime dans nos modèles. Ses effets sur la topographie et son origine (compositionnelle et/ou thermique) sont encore débattus et nécessiteraient des études plus poussées (paramétriques, VP =VS, ...).
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00783524

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