Né le 12 juillet 1963 à Lille

De nationalité française

Marié, deux enfants

Adresse:

CNRS UMR 6538 "Domaines Océaniques", Institut Universitaire Européen de la Mer, Université de Bretagne Occidentale, 1 place Nicolas Copernic, 29280 Plouzané, France

Tel.: 02 98 49 87 20 Fax: 02 98 49 87 60 e-mail: jerome@univ-brest.fr
 

Baccalauréat C (scientifique) obtenu à Lille en juin 1981, mention Bien.

Diplôme d'Etudes Universitaires Générales "Sciences des structures et de la matière" (DEUG A) obtenu à l'Université des Sciences et Techniques de Lille I en juin 1983, mention Bien

Licence des Sciences de la Terre, mention Géologie expérimentale, option Géophysique, obtenue à l'Université Louis Pasteur de Strasbourg I en juin 1984, mention Bien

Maîtrise des Sciences de la Terre, mention Géophysique interne, obtenue à l'Université Louis Pasteur de Strasbourg I en juin 1985, mention Assez Bien

Diplôme d'Etudes Approfondies (DEA) de Géophysique interne, obtenu à l'Université Louis Pasteur de Strasbourg I en septembre 1986, mention Bien

Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole de Physique du Globe de Strasbourg, obtenu à l'Université Louis Pasteur de Strasbourg I le 6 octobre 1987, mention Bien

Doctorat de l'Université Louis Pasteur de Strasbourg I en Géophysique marine, soutenu le 15 février 1991 devant le jury composé de S. Cande, Y. Guéguen, X. Le Pichon, P. Patriat et R. Schlich (directeur de thèse), mention Très Honorable

Stages post-doctoraux au Lamont-Doherty Geological Observatory of Columbia University (New York, Etats-Unis, 6 mois, 1992) et à McGill University (Montréal, Canada, 20 mois, 1993 et 1994).

Je n'évoquerai que brièvement les travaux antérieurs à ma soutenance de thèse (février 1991) pour mieux détailler la partie récente de mon activité scientifique

• Activité de recherche antérieure à 1991:

• sismique réflexion profonde et bassins sédimentaires en domaine continental

• anomalies magnétiques marines et structure de la lithosphère océanique

A) Sismique et bassins sédimentaires en domaine continental

Données: profils de sismique réflexion profonde BIRPS-ECORS, données gravimétriques, forages et géologie de sub-surface... en mer Celtique

Méthodes: interprétation sismique, modélisation gravimétrique, analyse de la subsidence, traitements sismiques complémentaires

Observations: bassins mésozoïques profonds, croûte continentale supérieure sismiquement transparente, chevauchements paléozoïques, croûte continentale inférieure sismiquement réflective, Moho sub-horizontal, manteau supérieur sismiquement transparent.

Principaux résultats:

• les modèles d'étirement pur et d'étirement simple n'expliquent pas les observations de mer Celtique;
• Les chevauchements paléozoïques n'ont pu être réactivés en détachement, comme précédemment suggéré;
• le modèle de formation des bassins sédimentaires préféré implique de l'étirement pur et une restauration tardive de la géométrie initiale du Moho;

la forte réflectivité de la croûte continentale inférieure est d'origine plus récente que la formation des bassins.
 
 

Deux approches:

• structure, âge et évolution des bassins océaniques, cinématique des plaques
• structure magnétique de la croûte océanique, source des anomalies

Données: anomalies magnétiques, et éventuellement bathymétrie, altimétrie, sismique... dans le Nord-Ouest de l'océan Indien

Méthodes: identification des anomalies magnétiques, reconstructions cinématiques

Principaux résultats: ils sont liés à la déformation de la lithosphère océanique, à l'interaction entre points chauds et dorsales, et au fonctionnement des points triples

• la cinématique des frontières de plaques de l'Afrique, de l'Inde et de l'Australie implique une limite de plaques diffuse dans le bassin indien central depuis 10 Ma, en accord avec les observations directes de ce bassin;
• un épisode compressif a affecté la partie septentrionale du bassin des Mascareignes, générant une zone de subduction immature dans l'arc des Amirantes et une possible compression diffuse dans le bassin;
• la dorsale centrale-indienne est restée à l'aplomb du point chaud Deccan-Réunion entre 60 et 45 Ma, conduisant à la formation de structures symétriques sur les plaques indienne et africaine;
• entre 65 et 49 Ma, une structure de propagateur est associée au point triple de l'océan Indien, dont le fonctionnement en mode RFF génère de nombreuses zones de fractures sur la dorsale sud-ouest indienne.

· variations de l'amplitude de l'anomalie magnétique axiale le long de la dorsale centrale-indienne, relation avec la profondeur de la vallée axiale et la sismicité

Þ processus de l'accrétion: épisodicité du magmatisme et de la tectonique

· anomalies magnétiques de longueur d'onde intermédiaire dans l'océan Indien

Þ anomalies de forte amplitude associées aux plateaux océaniques et à la zone de subduction indonésienne (aimantation induite et visqueuse de ces structures lithosphériques particulières)

Þ anomalies de plus faible amplitude parallèles aux isochrones de l'expansion océanique (aimantation rémanente de la croûte dans son ensemble et peut-être du manteau supérieur) ou parallèles à la direction d'expansion de part et d'autre du point chaud d'Amsterdam et sur la discordance australo-antarctique (variation de susceptibilité magnétique entre domaines océaniques majeurs)

• Activité de recherche postérieure à 1991

• la modélisation et l'inversion des anomalies magnétiques de grande longueur d'onde enregistrées par satellite;
• l'étude détaillée de la forme et de l'amplitude des anomalies magnétiques océaniques, dont les résultats sont confrontés aux résultats de simulations bi et tridimensionnelles de l'évolution thermo-magnétique de la lithosphère océanique;
• l'analyse conjointe d'anomalies magnétiques acquises près du plancher océanique par magnétomètre remorqué ou fixé à un submersible, et de mesures des propriétés magnétiques et de la paléointensité sur échantillons.

A) Les anomalies magnétiques satellitaires

Les anomalies magnétiques de grandes longueurs d'onde (supérieures à 500 km) mises en évidence par les satellites POGO et Magsat sont créées par des contrastes d'aimantation induite et rémanente dans la lithosphère. Sur les continents, les sources d'origine induite prédominent, alors que dans les océans les deux types de source coexistent. Nous avons modélisé à échelle globale la contribution de l'aimantation rémanente de la lithosphère océanique au champ d'anomalies magnétiques observé à altitude satellitaire, en prenant en compte la direction du vecteur paléo-champ magnétique et différents modèles d'aimantation de la lithosphère océanique (Dyment & Arkani-Hamed, 1998a). Les modèles rendent bien compte des anomalies observées dans les régions océaniques; ils requièrent la présence de sources aimantées rémanentes profondes en sus du seul niveau basaltique extrusif, qui sinon devrait porter une aimantation irréaliste d'environ 20 A/m. Par ailleurs, nous avons élaboré une méthode d'inversion des anomalies magnétiques induites observées à la surface d'une sphère en prenant en compte l'existence d'un champ inducteur non dipolaire, de manière à mieux caractériser et localiser les contrastes de susceptibilité magnétique dans la lithosphère terrestre (Arkani-Hamed & Dyment, 1996). Cette méthode a été appliquée aux anomalies d'origine induite, c'est à dire débarrassées de la composante d'origine rémanente modélisée précédemment, conduisant notamment à une détermination plus précise du contraste de susceptibilité magnétique entre lithosphères océanique et continentale (Dyment & Arkani-Hamed, 1999). Parallèlement, les prédictions du modèle d'anomalies d'origine rémanente sur une région a priori peu favorable, l'océan Atlantique Sud, ont permis d'évaluer les différentes techniques de traitement utilisées pour produire des cartes d'anomalies satellitaires de la littérature (Purucker & Dyment, 1999). Enfin, dans une mise au point méthodologique destinée à corriger une formulation erronée apparue dans la littérature, nous avons développé en coordonnées sphériques l'expression de l'anomalie magnétique produite par un dipôle quelconque (Dyment & Arkani-Hamed, 1998b).

Ces travaux se poursuivent en collaboration avec J. Arkani-Hamed (McGill University, Montréal, Canada) et M. Purucker (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Etats-Unis). Dans le cadre de la Décade Internationale des Champs Géopotentiels récemment proposée par l'Union Géophysique et Géodésique Internationale, les satellites Oersted, Champ, Sac-C, Ampère..., à des degrés divers de réalisation, fourniront des données importantes pour compléter les cartes d'anomalies magnétiques satellitaires et discriminer parmi les origines possibles - aimantation induite ou rémanente, induction électromagnétique - de ces anomalies. A l'aune d'échéances plus lointaines, je m'intéresse aussi aux projets de mission spatiale dédiés à l'étude des anomalies magnétiques récemment découvertes sur la planète Mars, d'origine assurément rémanente – il n'existe en effet plus sur cette planète de champ principal dominant, comme sur la Terre.

Publications relatives à ces travaux:

Arkani-Hamed, J. & Dyment, J., 1996 - Magnetic potential and magnetization contrasts of Earth's lithosphere. J. Geophys. Res., 101, 11 401-11 425.

Dyment, J. & Arkani-Hamed, 1998a - Contribution of lithospheric remanent magnetization to satellite magnetic anomalies over the World's oceans. J. Geophys. Res., 103, 15 423-15 441.

Dyment, J. & Arkani-Hamed, 1998b - Equivalent source magnetic dipoles revisited. Geophys. Res. Lett., 25, 2003-2006.

Dyment, J. & Arkani-Hamed, 1999 - Lateral variations of effective magnetic susceptibility of the lithosphere. J. Geophys. Res., soumis.

Purucker, M.E. & Dyment, J., 1999 - Satellite magnetic anomalies related to seafloor spreading in the South Atlantic Ocean. Geophys. Res. Lett., soumis.

et 12 communications relatives à ces travaux, dont 4 en tant que premier auteur

Collaborations:

J. Arkani-Hamed (McGill University, Montréal, Canada), M. Purucker (NASA GSFC, Greenbelt, Etats-Unis)

Y. Cohen (Institut de Physique du Globe, Paris), P. Tarits (UBO, Brest)

Encadrements:

(partiel): N. Grammatica (Thèse, Brest)

Financements obtenus:

Programme National de Télédétection Spatiale, 1995 (avec P. Tarits)

Soutien du Centre National d'Etudes Spatiales aux projets scientifiques français relatifs au satellite Oersted en 1997, 1998 et 1999 (avec P. Tarits)
 

B)  La forme des anomalies magnétiques océaniques de surface

B-1) Anomalies hors axe

Les anomalies océaniques, principalement employées pour dater les fonds océaniques, renferment potentiellement une information sur la structure et les propriétés magnétiques de la lithosphère. L’accès à cette information requiert l'analyse de ces anomalies en tant que véritable signal géophysique, au delà de la simple reconnaissance des séquences caractéristiques d'anomalies. Ainsi, la phase - ou distorsion - du signal "anomalie magnétique" présente souvent une composante résiduelle par rapport à celle que prédit le modèle conventionnel de prismes parallélépipédiques à aimantation constante et polarité magnétique alternée. J'ai poursuivi l'analyse de cette distorsion résiduelle, qui décroît lorsque le taux d'expansion augmente et devient négligeable pour un (demi-)taux d'expansion supérieur à 50 km/Ma (Dyment et al., 1994). Cette observation n'est expliquée par aucun des modèles précédemment avancés pour rendre compte de la distorsion résiduelle, ce qui me conduit à proposer un modèle selon lequel la structure magnétique de la lithosphère océanique varie avec le taux d'expansion: la contribution magnétique des gabbros et peridotites (serpentines) de la croûte inférieure et de la partie la plus superficielle du manteau supérieur s'avérerait significativement plus importante à taux d'expansion lents qu'à taux rapides (Dyment & Arkani-Hamed, 1995). La prise en compte des caractéristiques physiques du processus de serpentinisation dans la modélisation de l'acquisition d'aimantation rend non seulement compte de la distorsion résiduelle mais permet aussi d'expliquer de manière satisfaisante la forme détaillée des anomalies, notamment la "forme en crochet" observée à taux d'expansion lents à intermédiaires sur les plus larges anomalies (Dyment, et al, 1997).

Ces travaux de modélisation se poursuivent avec la prise en compte de modèles d'évolution thermique des dorsales non stationnaires, permettant d'expliquer la variabilité des formes d'anomalie observées aux dorsales lentes (collaboration avec C. Tisseau, UBO Brest; DEA de A. Fulop, 1997). Par ailleurs, une collaboration amorcée avec R.G. Gordon (Rice University, Houston, Etats-Unis) vise à confronter les estimations indirectes de la distorsion résiduelle de l'océan Pacifique aux modèles déduits des mesures de ce paramètre dans les autres océans.

B-2) Anomalies axiales

A plus petite échelle, les anomalies magnétiques axiales présentent des variations systématiques de forme suivant l'axe des segments de dorsale lente, comme observé le long de la dorsale médio-Atlantique. Ces variations reflètent des processus variés d'acquisition de l'aimantation au sein des différentes roches rencontrées (Thèse de M. Ravilly, en cours). Sur la plupart des centres d'expansion rapides et intermédiaires, une anomalie de courte longueur d'onde et de faible amplitude, dénommée "micro-anomalie axiale positive" est observée à l'aplomb de la zone néovolcanique. L'origine de cette micro-anomalie est débattue: variation d'intensité du champ géomagnétique? effet de l'altération rapide des minéraux magnétiques des basaltes extrusifs? De telles micro-anomalies sont observée sur le propagateur situé à 18°30' sur la dorsale centrale du bassin Nord-Fidjien, sur lequel on dispose d'analyses pétrologiques, géochimiques et pétromagnétiques sur échantillons. En tenant compte de ces paramètres, nous avons testé (avec C. Fleutelot, UBO Brest et H. Horen, ENS Paris) un modèle prenant en compte l'augmentation de l'aimantation induite des basaltes récents sous l'effet de la température, et qui permet d'expliquer partiellement les observations (Dyment et al., 1996).

Publications relatives à ces travaux:

Dyment, J., Cande, S.C. & Arkani-Hamed, J., 1994 - Skewness of marine magnetic anomalies created between 85 and 40 Ma in the Indian Ocean. J. Geophys. Res., 99, 24 121-24 134.

Dyment, J. & Arkani-Hamed, J., 1995 - Spreading rate dependent magnetization of the oceanic lithosphere inferred from the anomalous skewness of marine magnetic anomalies. Geophys. J. Int., 121, 789-804.

Dyment, J., Arkani-Hamed, J. & Ghods, A., 1997 - Contribution of serpentinized ultramafics to marine magnetic anomalies at slow and intermediate spreading centers: insights from the shape of the anomalies. Geophys. J. Int., 129, 691-701.

et 7 communications relatives à ces travaux, dont 5 en tant que premier auteur

Collaborations:

S. Cande (Scripps Institution of Oceanography, La Jolla, Etats-Unis), J. Arkani-Hamed (McGill University, Montréal, Canada), R.G. Gordon (Rice University, Houston, Etats-Unis)

H. Horen (ENS, Paris), C. Tisseau , T. Tonnerre et C. Fleutelot (UBO, Brest).

Encadrements:

(partiel): A. Ghods (M.Sc., Mc Gill University, Montréal),

(principal): M. Ravilly (DEA + Thèse, Brest), A. Fulop (Maîtrise + DEA, Brest)

Financements obtenus:

Programme Dorsales: appel d'offre "Modélisation …", 1995 (Principaux Investigateurs J. Dyment et C. Tisseau)

Programme Dorsales: appel d'offre "Apport du magnétisme ...", 1996 (Principal Investigateur J. Dyment)

Appel d'offre Géosciences Marines 1995/2 [ProFeTi] (Principal Investigateur J. Dyment)
 

C) L'amplitude des anomalies magnétiques océaniques de surface

C-1) Anomalies axiales

L'étude détaillée de la forme des anomalies magnétiques apporte des informations quant à la géométrie des sources aimantées et la contribution relative des différents constituants magnétiques de la lithosphère océanique, mais ne permet pas de contraindre l’aimantation absolue de chaque niveau de la lithosphère océanique et, par là même, de comparer directement les modèles de source des anomalies magnétiques océaniques aux données pétromagnétiques. Cette information peut être obtenue par l’analyse de l’amplitude des anomalies océaniques. L’anomalie axiale, récente, reflète probablement mieux que toute autre anomalie les processus de l’accrétion.

J’ai étudié l’amplitude de cette anomalie à l’axe de la dorsale Sud-Pandora, dans le bassin Nord Fidjien, en bénéficiant des données magnétiques et de la couverture bathymétrique complète de la campagne Nofi (Lagabrielle et al., 1996). La dorsale Sud-Pandora est un centre d’expansion lent (demi-taux inférieur à 10 km/Ma) qui présente une morphologie axiale très contrastées (vallées axiales jouxtant des dômes axiaux marqués…). Après correction de l’effet topographique, il subsiste une forte corrélation entre la profondeur de l’axe et l’amplitude de l’anomalie axiale, les dômes axiaux étant associés à des amplitudes fortes et les vallées axiales à des amplitudes faibles (Dyment et al., 1995). Cette observation s’expliquerait par l’existence d’un niveau basaltique aimantée plus épais sous les dômes (Goslin et al., 1995).

Les variations d'amplitude de l'anomalie magnétique axiale sur la ride médio-Atlantique et leurs relations avec la présence du point chaud des Açores d'une part, la segmentation du centre d'expansion d'autre part, ont fait l’objet du DEA puis d'une part significative de la Thèse de M. Ravilly, co-encadrée avec P. Gente (UBO Brest). Ce travail a permis de montrer l'existence de deux zones larges d'environ 300 km présentant de fortes amplitudes, l'une associée à la plate-forme des Açores, l'autre située à 29°N, qui sont aussi caractérisées par des anomalies du géoïde et de vitesse sismique. L'amplitude des anomalies est clairement et systématiquement corrélée à la segmentation, les plus fortes amplitudes correspondant aux extrémités des segments. Ces observations s'expliqueraient principalement par des variations de nature et d'abondance des porteurs magnétiques le long des segments, les processus impliqués étant la différenciation magmatique et la serpentinisation (Ravilly et al., 1998).

L'évaluation quantitative de ces différentes hypothèses a fait l'objet du DEA puis d'une part importante de la Thèse de S. Gac, co-encadré avec C. Tisseau (UBO Brest). Il s'agissait de simuler en trois dimension l'évolution thermique d'un segment de dorsale, l'acquisition d'une aimantation par les différentes roches constituant la lithosphère océanique au cours du temps, et l'anomalie magnétique résultante. Les premiers résultats montrent que les observations de la dorsale médio-Atlantique ne peuvent être reproduites qu'en considérant une aimantation significative des gabbros et des péridotites serpentinisées (Gac et al., 1999).

C-2) Anomalies hors axe

L'amplitude des anomalies plus anciennes mérite aussi attention. Une analyse de l'amplitude des anomalies 25 à échelle globale a été effectuée dans le cadre du projet de maîtrise de A. Fulop. L'anomalie 25 est probablement l'une des plus adéquates pour contraindre les modèles d'aimantation en s'affranchissant des effets transitoires liés au centre d'expansion et des effets de contamination d'anomalies voisines. Cette étude suggère l'existence d'une relation entre amplitude (corrigée des effets directionnels et réduite à l'équateur) et taux d'expansion, les faibles amplitudes correspondant aux taux lents et les fortes amplitudes aux taux rapides (Fulop & Dyment, 1996). Un seuil marqué semble exister au taux de 30 km/Ma. Ce seuil marquerait la distinction entre centres d'expansion à dômes axiaux et à vallée axiale, les derniers étant associés à de plus faibles amplitudes magnétiques de par la moindre épaisseur du niveau basaltique, une composition moins riche en fer, et enfin la fracturation, la circulation de fluides et l'altération mieux développées.

Publication relative à ces travaux:

Lagabrielle, Y., Ruellan, E., Tanahashi, M., Bourgois, J., Buffet, G., De Alteriis, G., Dyment, J., Goslin, J., Gracia-Mont, E., Iwabushi, Y., Jarvis, P., Joshima, M., Karpoff, A.-M., Matsumoto, T., Ondreas, H., Pelletier, B. & Sardou, O., 1996 - Active oceanic spreading in the northern North Fiji Basin. Results of the NOFI cruise of R/V L'Atalante (Newstarmer project). Mar. Geophys. Res., 18, 225-247.

Ravilly, M., Dyment, J. & Gente, P., 1997 - Axial magnetic anomaly amplitude along the Mid-Atlantic Ridge between 20°N and 40°N. J. Geophys. Res., 103, 24201-34222.

et 13 communications relatives à ces travaux, dont 4 en tant que premier auteur

Collaborations:

P. Gente, C. Tisseau, Y. Lagabrielle, J. Goslin (UBO, Brest)

Encadrements:

(principal): M. Ravilly (DEA + Thèse, Brest), A. Fulop (Maîtrise + DEA, Brest), S. Gac (DEA + Thèse, Brest)

Financements obtenus:

Programme Dorsales: appel d'offre "Apport du magnétisme ...", 1996 (Principal Investigateur J. Dyment)
 

D) Mesures magnétiques près du fond

Les données magnétiques acquises à proximité du fond sont plus sensibles aux sources superficielles que les données de surface: l'acquisition conjointe des deux types de données apporte des informations nouvelles sur la nature et la géométrie des sources générant les anomalies magnétiques océaniques et fournit par conséquent des contraintes fortes quant à la mise en place de la lithosphère océanique. Les données magnétique à haute résolution enregistrées en profondeur permettent aussi de retracer plus finement les variations temporelles de polarité et d'intensité du champ géomagnétique, suggérant la possibilité de datation plus précises des fonds océaniques à l'aide de l'outil magnétique. Deux types d'expérience ont été tentés, utilisant dans un cas un magnétomètre tracté en profondeur à quelques centaines de mètres au dessus du fond, dans l'autre cas un magnétomètre fixé à un submersible navigant à quelques mètres du fond. Ces travaux ont fait l'objet d'une collaboration étroite avec des collègues japonais de l'Ocean Research Institute de l'Université de Tokyo.

D-1) magnétométrie par poisson tracté (deep tow)

Le transit valorisé Magofond 1 du N/O Marion Dufresne (novembre 1996, responsables P. Patriat et Y. Gallet) a permis d'évaluer l'intérêt des mesures magnétiques de fond pour l'étude des variations temporelles du champ géomagnétique et de la structure magnétique de la lithosphère océanique. Il a montré que la croûte océanique produite à l'axe des dorsales intermédiaires à rapide est un excellent enregistreur du signal géomagnétique et présente donc une structure magnétique simple, les basaltes extrusifs contribuant de manière quasi-exclusive aux anomalies observées. Il a aussi permis l'élaboration d'une stratégie d'approche associant profils magnétiques de surface, nombreux mais de faible résolution, et profils de fond, de haute résolution mais trop peu nombreux pour pouvoir être traités de manière statistique. Ces résultats nous ont incité à demander et obtenir la campagne Magofond 2 du N/O Marion Dufresne (octobre-novembre 1998, responsables J. Dyment et Y. Gallet). Cette campagne a permis la réalisation d'un long profil magnétique de fond et de surface à travers la dorsale fossile de Maurice, qui devrait permettre d'évaluer l'aimantation des niveaux aimantés superficiel et profond à différents taux d'expansion. Trois autres profils ont été acquis à l'axe de la dorsale centrale indienne et représentent six enregistrements des variations géomagnétiques au cours des trois derniers millions d'années, qui seront comparés aux paléointensités relatives mesurées sur carottes sédimentaires. Enfin, cette campagne nous a donné l'opportunité de tester le magnétomètre deep tow financé par l'INSU (moyens mi-lourds 1996), dont je suis co-responsable avec Yves Gallet.

D-2) magnétométrie par submersible

La campagne Tammar du N/O Nadir et du submersible Nautile (mai 1996, responsable P. Gente) a permis l'acquisition d'un jeu de données magnétiques unique sur trois longs profils recoupant l'axe de la dorsale médio-Atlantique et s'étendant jusqu'à la transition Brunhes-Matuyama: anomalie scalaire de surface, anomalie vectorielle de fond et échantillons de basaltes dont les propriétés magnétiques ont pu être mesurées. L'étude des anomalies de fond collectées à l'aide d'un magnétomètre trois composantes fixé au Nautile, réalisée par C. Honsho (co-encadrée avec K. Tamaki), a permis de déterminer des aimantations absolues du plancher océanique grâce aux fluctuations de la bathymétrie et de l'altitude du submersible. Ces aimantations, en excellent accord avec celles mesurées ultérieurement sur échantillon, ne montrent aucune variation le long de l'axe, suggérant que les fortes variations observées sur l'anomalie de surface sont liée à la présence de sources profondes fortement aimantées aux extrémité de segment (serpentines?). A travers l'axe, anomalies et aimantations montrent des variation systématiques non corrélées avec la tectonique, le degré d'altération, ... mais présentant des similitudes avec les paléointensités relatives du champ géomagnétique mesurées sur carottes sédimentaires. Cette observation a conduit à la mesure de paléointensité par méthode de Thellier, travail effectué par M. Ravilly dans le cadre de sa thèse. Les paléointensité obtenues à partir des échantillons sont cohérentes d'une section à l'autre et présentent des variations remarquablement semblables à celles des enregistrements sédimentaires.

La conséquence de ces observations est qu'il devient possible d'envisager le magnétisme de fond (et plus particulièrement par submersible) comme un moyen peu coûteux de dater les fonds océaniques avec une résolution de 10 à 100 ka selon le taux d'expansion rencontré. Cette utilisation des variations d'intensité géomagnétique ouvrirait de vastes perspectives pour l'étude des processus récents de l'accrétion, là où la seule utilisation des inversion de polarité restreignait l'outil de datation magnétique à une résolution de l'ordre du million d'année. Pour valider les observations de la campagne Tammar, nous avons proposé le projet de campagne Gimnaut (responsables: J. Dyment et C. Hémond) sur la dorsale centrale indienne à 19°S, de manière à disposer d'un jeu de données similaire sur une dorsale à taux (un peu) plus rapide et, surtout, dont les basaltes enrichis permettent d'espérer des datations fiables par méthodes géochimiques (un seul échantillon Tammar a pu être daté par ce moyen). Ce projet est programmé pour mai 2000.

D-3) observations à différentes altitudes

L'observation conjointe des données de surface et de fond de la campagne Tammar montre systématiquement un décalage de la transition de polarité d'environ un kilomètre vers l'axe sur les données de fond. Cette observation reflète le pendage vers l'axe des coulées volcaniques résultant de l'effet conjugué de leur empilement et de leur éloignement progressif lié à l'expansion océanique, comme le suggèrent deux autres jeux de données magnétiques et les observations effectuées sur les ophiolites. Lors de la campagne Gimnaut, nous projetons l'acquisition de plusieurs profils magnétiques à altitudes différentes de manière à contraindre la géométrie des interfaces de polarité (et non plus leur seule pente) et donc les processus volcaniques générant la croûte basaltique (importance du volcanisme hors axe...)

Publication relative à ces travaux:

Gente, P., Ceuleneer, G., Dauteuil, O., Dyment, J., Honsho, C., Laverne, C., Le Turdu, C., Mitchell, N., Ravilly, M. & Thibaud, R., 1996 - On- and off-axis submersible investigations on a highly magmatic segment of the Mid-Atlantic Ridge (21°40'N): the TAMMAR cruise. InterRidge News, 5, 27-31.

Dyment, J., Gallet, Y., and the Magofond 2 Scientific Party, 1999 - The Magofond 2 cruise: a surface and deep tow survey on the past and present Central Indian Ridge. InterRidge News, 8, 25-31.

et 20 communications relatives à ces travaux, dont 7 en tant que premier auteur

Encadrements:

(principal): M. Ravilly (Thèse, Brest)

(partiel) C. Honsho (Thèse, Tokyo), G. Pouliquen (Thèse, Paris)

Collaborations:

K. Tamaki, C. Honsho, C. Tamura (Ocean Research Institute, Tokyo, Japon), K. Sayanagi (Geological Survey of Japan, Tsukuba, Japon)

Y. Gallet et P. Patriat (IPG, Paris), M. Perrin (Univ. Montpellier), H. Horen (Ecole Normale Supérieure), H. Guillou (LSCE, Gif), G. Ceuleneer (OMP, Toulouse), P. Tarits, P. Gente, C. Hémond (UBO, Brest)

Financements obtenus:

Equipements mi-lourds de l'INSU, 1996: magnétomètre de fond (Principal Investigateur J. Dyment)

Complément mi-lourds de l'INSU, 1998: magnétomètre de fond (Principal Investigateur J. Dyment)

Programme Dorsales: appel d'offre "Apport du magnétisme ...", 1996, (Principal Investigateur J. Dyment)

Appel d'offre Géosciences Marines 1996/2 [campagne Tammar] (Principal Investigateur P. Gente)

Appel d'offre du Groupe Ad Hoc Ocean 97/1 [transit Magofond 1] (Principal Investigateur P. Patriat)

Programme Dorsales: appel d'offre "Datation des événements récents", 1997 (Principal Investigateur J. Dyment)

Appel d'offre du Groupe Ad Hoc Ocean 99/1 [campagne Magofond 2] (Principal Investigateur J. Dyment)
 

E) L'accrétion océanique dans quelques contextes géodynamiques particuliers

E-1) Propagation des centres d'expansion

L'existence de discontinuités majeures non transformantes, obliques par rapport à la direction de l'expansion, est devenue évidente vers la fin des années 1970 avec la découverte des propagateurs. Le rôle de ces structures particulières varie selon le contexte géodynamique: accommoder les changements de direction d'expansion, comme l'ont montré les exemples classiques des dorsales Juan de Fuca et Galapagos, mais aussi permettre des configurations de point triple ride-ride-ride géodynamiquement plus stable, comme dans l'océan Indien entre 65 et 49 Ma (Dyment, 1993), ou encore générer une forte asymétrie de l'expansion, comme dans le cas actuel de la dorsale est-indienne à l'est de la discordance australo-antarctique ou dans celui des bassins d'Arabie et de Somalie oriental entre 58 et 42 Ma (Dyment, 1998). Dans ce dernier exemple, l'évolution des bassins déduite de la réinterprétation des données magnétiques parait fortement influencée par la proximité du point chaud Deccan-Réunion, deux phases pouvant être distinguées: lors de la première, le point chaud est situé au Nord du centre d'expansion, et l'asymétrie bénéficie au flanc sud, alors que pendant la seconde, le point chaud est situé au sud-est du centre d'expansion, et l'asymétrie profite au flanc nord. Ces observations suggèrent que, dans le cadre d'une interaction point chaud-dorsale, la dorsale tend à rester à l'aplomb du point chaud par le biais de l'asymétrie de l'expansion. La propagation permet donc en quelque sorte de tourner les règles de la Tectonique des Plaques sensu stricto dès lors qu'un contexte géodynamique particulier le requiert.

Le chantier privilégié que représentent les bassins d'Arabie et de Somalie oriental fait l'objet d'un projet de collaboration franco-indien, préparé lors d'une visite au National Institute of Océanography de Goa (Inde) en 1996, et financé par le Centre Franco-Indien pour la Promotion de la Recherche Avancée en 1999 pour une durée de 3 ans. A.K. Chaubey effectue un stage post-doctoral d'un an dans le cadre de ce projet, afin de réinterpréter la somme des données magnétiques indiennes, françaises et "internationales" dans ces bassins et d'effectuer des reconstructions paléogéographiques.

E-2) Interaction entre points chauds et dorsales

Je me suis intéressé à deux chantiers d'interaction entre un point chaud et une dorsale, en sus de celui du point chaud du Deccan et de la paléo-dorsale de Carlsberg discuté précédemment. Sur le premier, celui du point chaud de la Fondation et de la dorsale Pacifique-Antarctique, il s'agissait d'analyser les anomalies magnétiques de surface de la campagne Fondation. Dans le cadre de son travail de DEA, D. Jouannetaud, co-encadré avec M. Maia (UBO Brest), a interprété les anomalies associées aux volcans sous-marins de la chaîne de la Fondation en termes d'aimantation rémanente normale ou inverse, en s'aidant de modèles directs 3D prenant en compte la topographie. La succession de polarité ainsi obtenue le long de la chaîne s'identifie à la séquence des inversions du champ géomagnétique au cours des 5 derniers Ma et permet de dater les volcans. La comparaison des âges ainsi obtenus avec ceux de la lithosphère sous-jacente, fournis par l'analyse de profils d'anomalies magnétiques océaniques proches et non perturbés, montre un rapprochement progressif de la dorsale et du point chaud, confirmant les hypothèses émises à partir morphologie des volcans et de la géochimie des laves.

Lors de la campagne Magofond 2, nous avons réalisé un levé bathymétrique et géophysique dense de la partie de la dorsale centrale indienne située à 19°S, à proximité de la ride de Rodrigues. Ces données montrent une vallée axiale peu marquée, des collines abyssales régulière, et l'absence de segmentation stable sur plus de 130 km. Les anomalies magnétiques y sont remarquablement bien marquées. Ces éléments suggèrent la présence d'un manteau localement plus chaud, en accord avec la géochimie des basaltes qui montre une influence de type point chaud. Notre levé a révélé la présence d'une série de rides discontinues prolongeant la ride de Rodrigues, qui s'interrompt sur une croûte océanique datée de 8 Ma, jusqu'à la dorsale. L'absence de rides conjuguées sur la plaque indienne montre cependant que la mise en place de ces rides a lieu hors axe – mais à proximité de celui-ci – sur le flanc africain. Cette découverte souligne que le processus d'interaction entre la dorsale et la source de type point chaud ayant généré la ride de Rodrigues est encore actif actuellement. La campagne Gimnaut, prévue en mai 2000, doit apporter des données complémentaires sur cet aspect.

E-3) Réorganisation des systèmes d'accrétion

Un autre objectif de la campagne Magofond 2 concernait le changement drastique de taux et de direction d'expansion survenu entre 45 et 40 Ma sur l'ensemble des dorsales de l'océan Indien à la suite de la collision de l'Inde avec l'Eurasie. Il s'agit de comprendre dans le détail comment s'effectue un changement de direction d'expansion de 50° sur deux zones clés de la dorsale centrale-indienne, l'une composée de compartiments relativement étroits et affectée d'importants décalages transformants, située au sud-est de l'île Maurice, l'autre très linéaire et s'étendant au delà vers le sud-est. Dans la première zone, le changement de direction est marqué par un saut de dorsale de 50 à 250 km (le nouvel axe est oblique par rapport à l'ancien), impliquant l'abandon d'une dorsale fossile de 80 km de long, la cassure puis la mise en place d'une nouvelle section de dorsale, et bien sûr la capture d'un fragment de la plaque indienne par la plaque africaine. Dans la seconde zone, le changement est beaucoup plus progressif. Des structures obliques, traces de la propagation d'un segment au détriment d'un autre, sont localement observées et représentent un moyen de réorienter la direction de la dorsale. La rotation des directions structurales s'accompagne de la formation de discontinuités, dont seulement une a évolué en une véritable zone de fracture. Les données magnétiques permettent de dater le début du changement de direction, associé à la collision franche de l'Inde avec l'Eurasie, à 44 Ma.

Publication relative à ce travail:

Dyment, J., 1993 - Evolution of the Indian Ocean Triple Junction between 65 and 49 Ma (Anomaly 28 to 21). J. Geophys. Res., 98., 13863-13877.

Dyment, J., 1998 - Evolution of the Carlsberg Ridge between 60 and 45 Ma (anomalies 26 to 21): propagating rifts, spreading asymmetry, and the Deccan-Reunion hotspot. J. Geophys. Res., 103, 24067-24084.

Dyment, J., Gallet, Y., and the Magofond 2 Scientific Party, 1999 - The Magofond 2 cruise: a surface and deep tow survey on the past and present Central Indian Ridge. InterRidge News, 8, 25-31.

et 6 communications relatives à ces travaux, dont 4 en tant que premier auteur

Collaborations:

G.C. Bhattacharya, A.K. Chaubey, R. Mukhopadhyay (NIO, Goa, Inde), R. Drolia (NGRI, Hyderabad, Inde), K. Tamaki, C. Tamura (ORI, Tokyo, Japon)

P. Patriat, S. Mercuriev (IPG Paris), A. Briais (Toulouse), M. Maia, P. Gente, C. Hémond, M. Benoît, J.Y. Royer (UBO, Brest)

Encadrement:

(principal): A.K. Chaubey (post-doctorant du NIO, Brest)

(partiel): D. Jouannetaud (DEA, Brest), A. Blais (Thèse, Brest), G. Pouliquen (Thèse, Paris)
 

F) Autres travaux

F-1) Magnétométrie trois composantes de bord

Il est désormais possible d'enregistrer avec profit les trois composantes du champ géomagnétique à bord des navires océanographiques, de telles données ont été acquises sur diverses campagnes françaises à l'aide d'un magnétomètre trois composantes développé par des collègues japonais. Ce fut notamment le cas lors des campagnes Nofi, Magofond 1 et Magofond 2. L'intérêt premier de telles mesures, reconnu par l'ensemble de la communauté, est la possibilité d'apprécier quantitativement si la géométrie du corps causant l'anomalie magnétique est proche ou non d'une structure cylindrique (i.e. "bidimensionnelle") et, le cas échéant, d'estimer son orientation. L'utilisation des données trois composantes pour l'étude de la structure et des propriétés magnétiques de la lithosphère océanique a fait l'objet de discussion avec des collègues japonais (K. Tamaki, J. Korenaga, et Chie Honsho, Ocean Research Institute, University of Tokyo; N. Isezaki et N. Seama, Chiba University; T. Fujiwara, Japan Marine Science and Technology Center, Yokosuka; K. Sayanagi, Geological Survey of Japan, Tsukuba) lors de deux visites de deux semaines effectuée en 1996 et 1998 grâce au soutien de la Japan Society for the Promotion of Science et du CNRS. J'anime un petit "groupe de réflexion" qui s'est donné pour objectif d'évaluer les potentialités et les limites de la méthode et de promouvoir son utilisation en France.

Collaboration:

K. Tamaki et J. Korenaga (Ocean Research Institute, Tokyo, Japon), N. Isezaki et N. Seama (Chiba University, Japon), K. Sayanagi (Geological Survey of Japan, Tsukuba, Japon), T. Fujiwara (Japan Marine Science and Technology Center, Yokosuka, Japon)

P. Patriat (IPG, Paris), L. Géli (IFREMER, Brest)
 

F-2) Rifts et marges passives

La modélisation et l'inversion des anomalies magnétiques associées à la marge passive de l'Éperon de Goban ont été menées dans le cadre de la thèse de V. Louvel (Directeur de thèse: J.C. Sibuet). Cette analyse a permis de préciser la géométrie du sill basaltique observé sur le dernier bloc basculé de la marge et souligne l'affinité de ce sill avec la croûte océanique adjacente (Louvel, Dyment & Sibuet, 1997). La division communément acceptée entre marges passives volcaniques et non volcaniques devrait plutôt se concevoir comme un continuum entre deux extrêmes, la marge de l'Éperon de Goban étant dans un tel schéma une marge peu volcanique.

Plus récemment, j'ai proposé au GDR "Marges" une étude de la caractérisation magnétique des marges passives volcaniques et non-volcaniques de l'Atlantique Nord, à l'aide de données marines, aéromagnétiques et satellitaires. Cette proposition a été favorablement accueillie et rattachée au projet "Marges volcaniques" du GDR. Le projet se focalisera dans un premier temps sur les marges du Groenland et de Norvège.

Enfin, la présence au laboratoire de G. Tshoso, étudiante botswanaise en DEA puis en Thèse, nous a donné l'opportunité de travailler sur des données aéromagnétiques à haute résolution du Botswana. Ces données doivent permettre d'étudier le rifting Karoo et la mise en place de faisceaux de dykes qui pourraient représenter un analogue peu évolué de certaines marges passives.

Publication relative à ce travail:

Louvel, V., Dyment, J. & Sibuet, J.C., 1997 - Thinning of the Goban Spur continental margin and formation of early oceanic crust: constraints from forward modelling and inversion of marine magnetic anomalies. Geophys. J. Int., 128, 188-196.

Collaborations:

V. Louvel (ODP, Marseille), J.C. Sibuet (IFREMER, Brest), L. Geoffroy (Université du Mans), M. Schaming (EOST, Strasbourg), J.J. Tiercelin, J.Y. Royer (UBO, Brest)

Encadrements:

(partiel): V. Louvel (Thèse, Strasbourg), G. Tshoso (DEA puis Thèse, Brest)
 

F-3) Structure et âge de divers bassins océaniques:

J'ai réalisé l'interprétation des données magnétiques de la campagne Nofi sur les flancs de la dorsale Sud-Pandora (partie septentrionale du bassin Nord Fidjien). L'anomalie 3A, la plus ancienne observée, permet de dater la mise en place de la dorsale à environ 7 Ma. Cette dorsale a fonctionné à un (demi-)taux d'expansion proche de 10 km/Ma tendant progressivement à diminuer, le taux actuel étant de 8 km/Ma. Si le fonctionnement général de la ride paraît stable dans le temps, les différents segments subissent de manière synchrone des changements d'orientation qui pourraient être responsables de l'absence de failles transformantes marquées, les limites de segments étant marquées par des zones transformantes tectoniquement complexes.

Par ailleurs, j'ai supervisé M. Ravilly dans son interprétation des données magnétiques acquises sur la dorsale du Chili lors de la campagne CTJ, qui ont notamment permis de dater un épisode de déformation lié au passage en subduction de segment de dorsale et de zones transformante en alternance.

Enfin, j'ai guidé F. Hinsberger (Thèse, Brest) dans son interprétation des anomalies magnétiques des bassins méridionaux de la mer de Banda, où il a reconnu une dorsale fossile récente (néogène supérieur), en accord avec les âges isotopiques mesurés sur les échantillons de cette zone.

Publication relative à ces travaux:

Lagabrielle, Y., Ruellan, E., Tanahashi, M., Bourgois, J., Buffet, G., De Alteriis, G., Dyment, J., Goslin, J., Gracia-Mont, E., Iwabushi, Y., Jarvis, P., Joshima, M., Karpoff, A.-M., Matsumoto, T., Ondreas, H., Pelletier, B. & Sardou, O., 1995 - Active oceanic spreading in the northern North Fiji Basin. Results of the NOFI cruise of R/V L'Atalante. (Newstarmer project). Mar. Geophys. Res., 18, 225-247.

Ruellan, E., Lagabrielle, Y., Tanahashi, M., and the Shipboard Party (dont Dyment, J.), 1996 - Study yields surprises about seafloor spreading in back-arc basins. EOS Trans. Am. Geophys. Union, 77, 365-369.

Hinsberger, F., Malod, J.A., Dyment, J., Honthaas, C., Rehault, J.P. & Burhanuddin, S., 1999 - Magnetic lineations constraints for a Late Neogne back-arc origin of the South Banda Basin. Tectonophysics, soumis.

et 6 communications relatives à ces travaux, dont 1 en tant que premier auteur

Collaborations:

Equipe scientifique Nofi, notamment Y. Lagabrielle et J. Goslin(UBO Brest), Equipe scientifique CTJ, notamment Y. Lagabrielle (UBO Brest), J.A. Malod et J.P. Réhault (UBO Brest)

Encadrements:

(principal): M. Ravilly (Thèse, Brest)

(partiel): F. Hinsberger (Thèse, Brest)

Enseignement et encadrement de jeunes chercheurs

1989-1992: Allocataire d'Enseignement et de Recherche à l'Ecole de Physique du Globe de Strasbourg

• en charge des TD et TP des modules "Introduction à la sismique (Licence et 1^ère année d'Ecole), "Traitement du signal" (Maîtrise et 2^ème année d'Ecole), et "Méthodes sismiques" (Maîtrise et 2^ème année d'Ecole)
• co-responsable de 4 stages de Maîtrise et de DEA et tuteur "local" d'un stage d'Ingénieur.

• co-responsable d'un stage de recherche de Master of Science (M.Sc., A. Ghods)

• en charge du module de Traitement du Signal du DEA "Géosciences Marines" de Brest (jusqu'en 1997)
• participant à l'enseignement d'informatique du même DEA (depuis 1998)
• responsable ou co-responsable de:
• un stage de Maîtrise de Sciences de la Terre de Brest (A. Fulop, 1996)
• un stage de Maîtrise de Physique de Brest (E. Autret, 1998)
• un stage de 2^ème année de l'Ecole de Physique du Globe de Strasbourg (R. Pavic, 1996)
• cinq stages de DEA "Geosciences Marines" de Brest (M. Ravilly, 1996; A. Fulop, 1997; S. Gac, 1998; D. Jouannetaud, 1998; G. Tshoso, 1999)

J'encadre en tant que tuteur principal deux doctorants, M. Ravilly (directeur de thèse P. Gente).depuis 1996 et S. Gac (directeur de thèse J. Goslin, co-tuteur principal C. Tisseau).depuis 1998. J'ai par ailleurs supervisé à distance le doctorat de C. Honsho (directeur de thèse K. Tamaki), soutenu en janvier 1999 à l'Université de Tokyo. Enfin, je participe ponctuellement à l'encadrement de F. Hinsberger (directeur de thèse J. Malod), N. Grammatica (directeur de thèse P. Tarits), et A. Blais (directeur de thèse P. Gente).

Campagnes à la mer

J'ai participé à 7 campagnes géophysiques:

Séjour post-doctoral de 6 mois au Lamont Doherty Geological Observatory, New York, Etats Unis, de mars à septembre 1992 (S.C. Cande).

Séjour post-doctoral de 20 mois à l'Université McGill de Montréal, Canada, de février 1993 à septembre 1994 (J. Arkani-Hamed)

Visite de deux semaines et trois séminaires donnés à l'Ocean Research Institute de l'University of Tokyo, à l'Université de Chiba, au Japan Marine Science and Technology Center, et au Geological Survey of Japan, Japon, en février-mars 1996 (K. Tamaki, N. Isezaki, T. Fujiwara, K. Sayanagi)

Visite d'une semaine et deux séminaires donnés au National Institute of Oceanography, Goa, Inde, en décembre 1996 (G.C. Bhattacharya)

Visite d'une semaine et deux séminaires donnés au Korean Ocean Research and Development Institute, Ansan, Corée, en juin-juillet 1997 (S.M. Lee)

Visite de deux semaines et trois séminaires donnés à l'Ocean Research Institute de l'University of Tokyo, à l'Université de Chiba, et au Geological Survey of Japan, Japon, en juillet 1998 (K. Tamaki, N. Isezaki, T. Tonnerre)

Visite de deux semaines et un séminaire donné dans divers laboratoires nord-américain: Mc Gill University, Woods Hole Oceanographic Institution, Lamont Doherty Earth Observatory, Goddard Space Flight Center, en août 1999 (R. Ghods, M. Tivey, M. Cormier, M. Purucker)

Accueil de chercheurs (longue durée)

Séjours de J. Arkani-Hamed (Université McGill, Montréal, Canada) en novembre 1997, mai 1998, et juin-juillet 1999 en tant que professeur invité de l'Université de Bretagne Occidentale.

Séjour de A.K. Chaubey (National Institute of Oceanography, Goa, Inde) commencé en septembre 1999 en tant que chercheur post-doctorant (durée: 1 an)

 Participation à des réunions scientifiques nationales ou internationales (depuis 1995)

European Union of Geosciences VII, avril 1995

Oersted International Science Team Meeting, Copenhague, juin 1995

American Geophysical Union Fall Meeting, San Francisco, décembre 1995

Conference "The magnetization of the oceanic crust", Orcas Island, oct. 1996

Oersted International Science Team Meeting, Copenhague, mai 1997

Colloque d'évaluation et de prospective du Programme National de Télédétection Spatiale, Brest, juin 1997

Colloque d'évaluation et de prospective du Programme National Dorsales, Paris, novembre 1997

American Geophysical Union Fall Meeting, San Francisco, décembre 1997

Réunion des Sciences de la Terre, Brest, mars-avril 1998

European Geophysical Society XXIII General Assembly, Nice, avril 1998

European Union of Geosciences 10, Strasbourg, mars-avril 1999

International Union of Geodesy and Geophysics, Birmingham, juillet 1999

 
Responsabilités diverses (limité à la période 1995-1999)

- locales

Membre de l'American Geophysical Union (AGU), de l'European Geophysical Society (EGS), de l'European Union of Geosciences (EUG) et du Comité National Français de Géodésie et de Géophysique (CNFGG).

Distinctions

Young Scientist Publication Award de l'EGS (European Geophysical Society), 1992.

International Fellowship du NSERC (Natural Science and Engineering Research Council), Canada, 1993-1994

International Fellowship de la JSPS (Japan Society for the Promotion of Science), Japon, 1996