ANR-DFG - Appel à projets générique 2022 - DFG

Flux d'alte´ration pre´sents et passe´s des i^les volcaniques tropicales – PALAVAS

Résumé de soumission

À l'échelle des temps géologiques, l'altération chimique des roches silicatées est le plus grand puits de CO2 atmosphérique. Il a été suggéré que l'altération des îles volcaniques constitue une fraction substantielle de ce puits, car les roches volcaniques sont caractérisées par de fortes concentrations de Ca et de Mg, qui se combinent avec le carbone dans les sédiments calcaires océaniques. Les îles volcaniques tropicales sont particulièrement importantes en raison de leur haut relief, de leurs précipitations orographiques soutenues sous un climat chaud et de leur forte érosion physique déclenchée par les cyclones. Pourtant, des travaux antérieurs ont suggéré que les taux d'altération des basaltes peuvent fortement diminuer avec le temps après la mise en place de roches basaltiques. Ces travaux antérieurs reposent sur des mesures de charges dissoutes qui ne rendent pas compte du caractères hautement dynamique des flux d'érosion et d'altération sur les îles tropicales dans les sols, et ne reconstruisent pas directement leur évolution temporelle long terme.
Dans cette proposition, nous cherchons à tester l'hypothèse selon laquelle, en l'absence de rajeunissement du paysage par soulèvement tectonique communément rencontré dans les orogènes collisionnels, les taux d'altération (W) des îles volcaniques tropicales sont initialement très élevés après la mise en place d'un champ volcanique, mais diminuent ensuite fortement jusqu'à atteindre une "date d'expiration", après laquelle le W initial élevé ne peut plus être maintenu. Ainsi, l'altération volcanique tropicale et l'érosion peuvent être étroitement liées : Une fois la construction de l'édifice achevée, les taux d'érosion élevés (E) ne peuvent plus être maintenus, et les "pulses" de W et E à chaque fois qu'un volcan est construit sont suivies d'un déclin du relief de l'édifice, de E et de W. Nous supposons également que l'échelle de temps et la forme du déclin sont caractéristiques d'un type de roche spécifique (intermédiaire ou mafique), et sont modifiées par les régimes de précipitations et de températures dominants.
Pour tester cette hypothèse, nous utilisons des bilans élémentaires d'altération et des nouveaux traceurs isotopiques du béryllium (Be) et du lithium (Li) du taux et de l'intensité de l'altération, complétés par une analyse des biomarqueurs et une modélisation numérique pour déconvoluer les contrôles climatiques sur le W. Nous appliquons ces éléments dans un schéma d'échantillonnage résolu dans le temps sur les îles tropicales intensément étudiées de la Guadeloupe et de la Réunion (intermédiaires vs mafiques). Les archives lacustres terrestres (< 10 ka) permettent de reconstruire les réponses immédiates de W et E aux changements climatiques à court terme. Les archives marines (<800 ka) au large de la Réunion capturent l'histoire complète de l'altération mafique. Nous évaluerons la sensibilité de nos indicateurs aux types de roches mafiques par rapport aux types de roches intermédiaires en analysant les produits d'altération modernes (sols/sédiments fluviaux) et nous intégrerons nos résultats dans un modèle numérique d'évolution de la surface terrestre pour simuler la consommation de CO2 par l'altération des îles tropicales sur des échelles de temps de plusieurs millions d'années.
PALAVAS reconstruire les taux d'altération et d'érosion à travers le temps des îles volcaniques en se basant sur des analyses de sols, de rivières et d'archives sédimentaires, et fournira ainsi une vue complètement actualisée de l'évolution de l'altération et de l'érosion sur les îles tropicales, et de l'impact de cette évolution sur la consommation globale de CO2.

Coordinateur du projet

Monsieur Julien Bouchez (Institut de physique du globe de Paris)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

EDYTEM ENVIRONNEMENTS, DYNAMIQUES ET TERRITOIRES DE LA MONTAGNE
IPGP Institut de physique du globe de Paris
FUB Freie Universität Berlin / Institute of Geological Sciences
GFZ Helmholtz Centre Potsdam - German Research Centre for Geosciences / Earth Surface Geochemistry

Aide de l'ANR 1 012 065 euros
Début et durée du projet scientifique : août 2023 - 36 Mois

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