Thèse soutenue par Anne-Cécile Ballenegger le 3 juin 2016, Institut des sciences de la Terre (ISTE)
Les éruptions volcaniques exprimées en surface, qui peuvent affecter directement notre société, ne représentent que la pointe de l’iceberg d’un système beaucoup plus complexe. La majeure partie du système magmatique terrestre est cachée à l’intérieur de la croûte, sous forme d’intrusions, réservoirs magmatiques ou conduits. La compréhension de la partie volcanique ne peut se faire sans la connaissance des processus de transfert et d’évolution du magma qui ont lieu sur le chemin d’alimentation et qui peuvent, dans certains cas, mener à des éruptions volcaniques. (suite…)
Thèse soutenue par Céline Longchamp le 28 avril 2016, Institut des sciences de la Terre (ISTE)
Les avalanches rocheuses sont des événements de grande ampleur, impliquant un grand volume (>106 m3) circulant à haute vitesse jusqu’à 100 m/s) et pouvant atteindre des distances de propagation inhabituelles. L’énergie libérée par ces événements ainsi que leur volume les rendent catastrophiques. ll est impossible de faire des mesures de protection active (filets, déviation de trajectoire, digues, etc.). Seules des mesures passives, comme des cartes de danger ou des plans d’évacuation des terres peuvent être mises en æuvre. (suite…)
Une équipe internationale de chercheurs, dont le Prof. Anders Meibom de l’Institut des sciences de la Terre, ont fait une découverte fondamentale sur le métabolisme des larves de coraux. Ces résultats, publiés dans Science Advances, ont été obtenus grâce aux analyses réalisées avec la sonde ionique NanoSIMS du centre CASA (Center for Advanced Surface Analysis). (suite…)
Thèse soutenue par Guillaume Guex le 7 avril 2016, Institut de géographie et durabilité (IGD)
Un réseau spatial est une structure constituée d’objets appelés noeuds, localisés dans l’espace, et possédant des connexions de différentes nature appelées arêtes. Cette définition comprend un large panel de structures. Les réseaux routiers, aériens, ferroviaires, de lignes électriques, de rivières, etc. ne sont que quelques exemples de réseaux spatiaux que nous côtoyons tous les jours. (suite…)
Thèse soutenue par Marta Alonso Provencio le 6 avril 2016, Institut de géographie et durabilité (IGD)
Les indicateurs d’identité collective se reformulent dans la ville actuelle, mais la société de l’hyperconsommation a permis au commerce, aussi transformé soit-il, de rester un lieu d’échange et de brassage social. (suite…)
L’émission brutale de grandes quantités de laves a entraîné de grands bouleversements au cours des temps géologiques. Les mécanismes de ces événements volcaniques restent énigmatiques. Toutefois, des chercheurs de l’Université de Lausanne et de Genève viennent de dissiper en partie ce mystère, en montrant que la disparition d’une grande partie des espèces vivantes résulte de l’évolution de la composition des gaz émis lors d’événements volcaniques exceptionnels. Les émissions de gaz soufrés (SO2) puis de gaz carbonique (CO2) ont provoqué deux périodes climatiques extrêmes, qui se sont succédées : un refroidissement initial, suivi d’un réchauffement de l’atmosphère.
L’évolution de la vie sur Terre est marquée par plusieurs bouleversements majeurs.
Ces événements qui affectent tous les écosystèmes sont expliqués par l’émission de grandes quantités de laves et de gaz provoquant de brusques changements climatiques et un empoisonnement des eaux et des sols. Ces manifestations volcaniques extrêmes, appelées « provinces volcaniques » au vu de leur extension géographique, peuvent émettre des quantités phénoménales de laves (plusieurs millions de km3) durant une très courte période de temps à l’échelle géologique (500’000 ans à 1 million d’années). La taille de ces provinces volcaniques est tellement importante que si un tel événement se produisait aujourd’hui, il pourrait recouvrir l’ensemble de l’Europe d’une couche de laves épaisse de 100 à 200 m.
La correspondance temporelle entre grandes extinctions des espèces vivantes et émissions volcaniques est bien établie. Toutefois, la succession d’événements volcaniques et environnementaux amenant à la disparition de 50 à 90% des espèces vivantes reste encore incomprise. Pour tenter d’éclaircir ce mystère, une équipe de chercheurs de l’Université de Lausanne, en collaboration avec leurs collègues de l’Université de Genève, de l’Université de Princeton et du musée d’Histoire naturelle de Paris, ont entrepris l’étude des archives fossiles de deux extinctions majeures liées aux limites des périodes Trias-Jurassique et Pliensbachien-Toarcien observées il y a respectivement 201 et 183 millions d’années. Ces événements correspondent à la formation des provinces volcaniques du CAMP, pour Central Atlantic Magmatic Province, dont on trouve les traces sur les bordures de l’Atlantique, allant du Canada au Brésil et du Portugal au Sénégal, et du Karoo-Ferrar située actuellement en Afrique du Sud, Australie et Antarctique.
Deux périodes climatiques extrêmes : un refroidissement suivi d’un réchauffement.
L’étude des données paléontologiques et géochimiques, combinée aux dernières techniques de datation géologique, a permis d’établir pour la première fois une corrélation temporelle entre les enregistrements fossiles et les traces du volcanisme avec une précision suffisante pour démontrer que ces épisodes catastrophiques ne représentent pas un seul événement. Grâce à cette meilleure résolution temporelle, il apparaît que ces événements correspondent en fait à deux périodes climatiques extrêmes successives, avec un refroidissement initial suivi d’un réchauffement global de l’atmosphère.
Des changements climatiques peuvent être expliqués par le relâchement de grandes quantités de gaz volcaniques dans l’atmosphère, dont les principaux sont le SO2 et le CO2. La clé permettant d’expliquer les changements climatiques observés aux limites Trias-Jurassique et Pliensbachien-Toarcien réside dans le fait de montrer que les émissions de SO2 et de CO2 n’ont pas été simultanées, mais successives. Pour parvenir à cette explication, il a fallu reconsidérer les mécanismes liés à la genèse des provinces volcaniques afin de montrer l’existence d’un décalage temporel entre les rejets de SO2 et les émissions de CO2.
Le rôle joué par la lithosphère mis en évidence.
Dans l’article publié dans le journal Nature Scientific Reports, les auteurs mettent en évidence le rôle de l’épaisseur de la lithosphère, partie rigide de notre planète comprenant la croûte et la partie supérieure du manteau terrestre, dans le processus de formation des magmas. La formation des magmas, roches fondues qui vont donner naissance aux laves en surface, est expliquée par la remontée de matériel chaud provenant de la limite du noyau terrestre. Lorsque ce matériel remonte, il atteint sa température de fusion vers 150 à 180 km de profondeur.
Or, les provinces volcaniques du Karoo-Ferrar et du CAMP sont émises sur des parties de la lithosphère épaissies (>200 km) très anciennes. Ainsi, ce surépaississement de la lithosphère froide empêche les magmas de se former directement en profondeur. Les remontées de matériel chaud vont ainsi commencer par réchauffer la base de la lithosphère avant de pouvoir produire de grands volumes de laves. Durant ce processus d’interaction initial, de grandes quantités de SO2 stockées dans la lithosphère peuvent être libérées dans l’atmosphère, provoquant un refroidissement rapide de la surface du globe. Ensuite, l’émission des laves du Karoo-Ferrar et du CAMP produit un réchauffement climatique extrême lié à l’émission de CO2 (un gaz à effet de serre), provoquant une montée rapide du niveau des océans. De plus, l’interaction des gaz volcaniques avec l’environnement génère plusieurs empoisonnements successifs des eaux et des sols expliquant la disparition de nombreuses espèces vivantes. La mise en évidence du rôle de la lithosphère lors du processus de formation des provinces volcaniques permet d’expliquer également pourquoi certaines provinces volcaniques induisent des conséquences majeures sur l’évolution de la vie sur Terre alors que d’autres épanchements de même volume semblent avoir des effets négligeables sur les écosystèmes.
Ce type de volcanisme catastrophique ne paraît pas constituer une menace dans l’immédiat, car aucun indicateur géophysique ne semble suggérer qu’un tel processus est en train de se produire. Cependant, une meilleure compréhension des processus passés confirme l’importance des émissions de gaz sur l’évolution des conditions climatiques et du niveau marin permettant ainsi de tester certains scénarios pour le futur de notre planète.
1 Institute of Earth Sciences, University of Lausanne, 1015 Lausanne, Switzerland 2 Muséum national d’histoire naturelle, CNRS UMR 7207 Paleobiodiversité et Paléoenvironnements, CP38, 8 rue Buffon, 75005 Paris, France 3 Institute of Earth Surface Dynamics, University of Lausanne, 1015 Lausanne, Switzerland 4 Department of Geosciences, Princeton University, 219 Guyot Hall, Princeton, New Jersey 08544, USA 5 Section of Earth & Environmental Sciences, University of Geneva, Rue des Maraîchers 13, 1205 Geneva, Switzerland
Conférence de Bertrand VIGNAL (paysagiste DPLG, ENSP Versailles) dans le cadre du cycle de conférence « Projet urbain : Penser, expérimenter, fabriquer l’habitabilité urbaine » [site web]. (suite…)
Thèse soutenue par Théophile Emmanouilidis le 29 février 2016, Institut de géographie et durabilité (IGD)
Que ce soit d’un point de vue, urbanistique, social, ou encore de la gouvernance, l’évolution des villes est un défi majeur de nos sociétés contemporaines. En offrant la possibilité d’analyser des configurations spatiales et sociales existantes ou en tentant de simuler celles à venir, les systèmes d’information géographique sont devenus incontournables dans la gestion et dans la planification urbaine. (suite…)
Dans l’article « Earth’s oldest mantle fabrics indicate Eoarchean subduction », paru en Open Access le 16 février 2016 dans Nature Communications, Mary-Alix Kaczmarek, (Maître assistante Ambizione Fonds National Suisse à Institut des sciences de la Terre), apporte une démonstration scientifique fondamentale sur les premiers phénomènes de subduction de la croûte terrestre. (suite…)
Thèse soutenue par Aurelio Vigani le 5 février 2016, Institut de géographie et durabilité (IGD)
Avec cette thèse de doctorat, nous proposons une réflexion transversale concernant les relations entre infrastructures de transport et développement territorial dans des espaces dits « intermédiaires ». Le concept d’espace intermédiaire, relativement nouveau en géographie, est conçu en fonction d’une double approche : celle des infrastructures où les espaces intermédiaires constituent des zones de transit obligées entre des pôles urbains hiérarchiquement supérieurs (par rapport une échelle horizontale) et celle des frontières où les espaces intermédiaires constituent des territoires de coopération entre différents niveaux politico-institutionnels (par rapport à une échelle verticale). (suite…)
Thèse soutenue par Antoine Pictet le 5 février 2016, Institut des sciences de la Terre (ISTE)
L’étage Aptien et tout spécialement sa partie inférieure est témoin de l’une des principales phases de changement paléoenvironnemental de l’ensemble du Crétacé – l’épisode Selli. Cet épisode initie ces changements qui ont laissé leur empreinte de façon irréversible sur les successions de plate-formes, souvent par leur disparition complète dans la zone d’étude. L’objectif principal de ce projet est de mettre en avant l’évolution des plate-formes Nord Téthysiennes dans une perspective plus large de changements paléoenvironnementaux. Afin d’atteindre cet objectif, une série de sections clés ont été examinées et échantillonnées en divers points autour du Bassin Vocontien.
Près de 70 coupes, dont 48 sections figurées dans la présente thèse pour les plate-formes du Languedoc, jurassienne, et helvétique, ont été investiguées sur près de 1000 km entre l’Arc niçois (SE de la France) et la Bavière (Sud de l’Allemagne). Ces coupes révèlent une succession de huit événements sédimentaires et biologiques ponctuant la l’enregistrement sédimentaire sur la marge Nord Téthysienne au cours de l’Aptien. Ces huit événements se caractérisent chacun par une discontinuité sédimentaire, et par une modification de l’écosystème. Trois d’entre eux sont considérés comme majeurs, car accompagnés de modifications importantes de la sédimentation aptienne, et par l’apparition de niveaux riche en matière organique (LOM) dans le bassin.
Un premier changement se situe dans l’Aptien inférieur (zone à Forbesi) avec le passage brutale de plate-formes oligotrophes à hétérotrophes suite à une discontinuité sédimentaire majeure.
Une seconde modification prend place durant l’Aptien inferieur (fin de la zone à Furcata) avec la disparition complète des plate-formes, également marquée par une discontinuité sédimentaire. Cependant, les plate-formes hétérozoaires finissent par réapparaître au cours de l’Aptien supérieur (début de la zone à Nodosocostatum), pour un court laps de temps.
Un troisième changement s’enregistre à I’Aptien terminal (fin de la zone à Nodosocostatum) par une discontinuité sédimentaire très importante mettant fin de façon défìnitive aux plate-formes carbonatées.
Chacun des ces huit changements sédimentaires et écologiques est accompagné d’une modification faunique, notamment chez les ammonites (radiations, extinctions, renouvellements). L’Aptien est également caractérisé par une amplifìcation de la tectonique synsédimentaire. Déjà relativement active au Barrémien supérieur, elle se fait ressentir sur les plate-formes bordant le Bassin Vocontien par une généralisation des failles listriques et par d’importantes failles coulissantes d’axes SW-NE et N-S.
Ainsi, au cours de l’Aptien inférieur, les plate-formes carbonatées subirent une disparition par à coups successifs, ainsi qu’un bref retour dans l’Aptien supérieur, avant de disparaître à long terme jusqu’à l’Éocène. D’importantes modifications écologiques se mirent en place par le remplacement des faunes oligotrophes par des faunes hétérotrophes mieux adaptées aux nouvelles conditions émergentes. Ces modifications sont associées à une augmentation des upwellings, de la phosphatogenèse, ainsi que de la productivité primaire conservée dans les nombreux LOM intercalés dans la série apto-albienne. Ces nouvelles conditions sont entrecoupées de périodes de restrictions et d’extinctions ponctuant l’Aptien-Albien, D’importants changements paléogéographiques sont également enregistrés par une tectonique syn-sédimentaire aussi bien extensive que compressive, liée à la rotation anti-horaire et au coulissement des microplaques apulienne et ibérique, laquelle crée des phénomènes d’extension ou de bombements dans certaines parties du bassin, ainsi que le coulissement de larges compaftiments de la plaque européenne.
L’Aptien fut ainsi marqué par d’importants changements climatiques qui s’amplifièrent de façon significative dans cette partie de la Téthys, affectant les écosystèmes dans leur ensemble. Une accélération de la dislocation de la Pangaea, associée à la formation d’une multitude de bassins d’effondrement, l’intensification de la propagation crustale et des grands plateaux basaltiques marins, a mené à d’importants changements climatiques similaires à ceux observés de nos jours, lesquels se marquent par une hausse du niveau marin, un réchauffement global, et le relâchement massif de gaz à effet de serre.
Une équipe internationale de chercheurs, dont le Prof. Anders Meibom de l’Institut des sciences de la Terre, ont fait une découverte fondamentale sur le métabolisme des larves de coraux. Ces résultats, publiés dans Science Advances, ont été obtenus grâce aux analyses réalisées avec la sonde ionique 
