{"id":10615,"date":"2023-10-31T10:55:51","date_gmt":"2023-10-31T09:55:51","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=10615"},"modified":"2023-10-31T11:03:02","modified_gmt":"2023-10-31T10:03:02","slug":"exploring-three-dimensional-geodynamic-processes-insights-from-numerical-modelling-on-diapirism-and-mountain-stability","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2023\/10\/exploring-three-dimensional-geodynamic-processes-insights-from-numerical-modelling-on-diapirism-and-mountain-stability\/","title":{"rendered":"Exploring Three-Dimensional Geodynamic Processes: Insights From Numerical Modelling on Diapirism and Mountain Stability"},"content":{"rendered":"\n
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Th\u00e8se en sciences de la Terre, soutenue le 22 novembre 2023 par Emilie Macherel, rattach\u00e9e \u00e0 l’Institut des sciences de la Terre (ISTE) de la FGSE.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Les contraintes pr\u00e9sentes dans la couche externe de la Terre jouent un r\u00f4le fondamental dans de nombreux processus g\u00e9ologiques qui se produisent \u00e0 diff\u00e9rentes \u00e9chelles spatiales et temporelles. Cependant, nous avons encore beaucoup \u00e0 apprendre sur la mani\u00e8re dont ces contraintes sont r\u00e9parties et \u00e0 quel point elles sont importantes dans divers environnements g\u00e9ologiques.<\/p>\n\n\n\n

L’objectif de cette th\u00e8se est de contribuer \u00e0 notre compr\u00e9hension de ces contraintes autour de deux caract\u00e9ristiques g\u00e9ologiques particuli\u00e8res et de leurs cons\u00e9quences. La premi\u00e8re partie de la th\u00e8se se penche sur le diapirisme, un processus dans lequel une masse moins dense s’\u00e9l\u00e8ve \u00e0 travers une mati\u00e8re plus dense. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne joue un r\u00f4le crucial dans le transport de chaleur et de mati\u00e8re \u00e0 l’int\u00e9rieur de la Terre. Pour mieux comprendre son importance dans diff\u00e9rents contextes g\u00e9ologiques, il est essentiel de quantifier la vitesse \u00e0 laquelle ces masses moins denses s’\u00e9l\u00e8vent. Pour cela, nous avons d\u00e9velopp\u00e9 un outil informatique en trois dimensions utilisant le langage de programmation Julia. Cet outil r\u00e9sout des \u00e9quations math\u00e9matiques sous l’influence de la gravit\u00e9, prenant en compte des lois de comportement visqueux des mat\u00e9riaux. En utilisant cette approche, nous pouvons calculer les champs de contraintes et de vitesses instantan\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n

Dans la premi\u00e8re partie, nous avons \u00e9tudi\u00e9 un mod\u00e8le o\u00f9 une masse moins dense s’\u00e9l\u00e8ve dans un mat\u00e9riau plus dense en pr\u00e9sence d’une d\u00e9formation r\u00e9gionale. Nos r\u00e9sultats montrent que la vitesse de remont\u00e9e de ces masses d\u00e9pend de deux rapports de contraintes : sont impliqu\u00e9s dans ces derniers, la contrainte r\u00e9gionale (induite par la d\u00e9formation a grande \u00e9chelle), la contrainte de flottabilit\u00e9 (provoqu\u00e9e par la remont\u00e9e du diapir lui-m\u00eame) en regard d\u2019une contrainte caract\u00e9ristique d\u00e9pendant du mat\u00e9riau. Celle-ci indique \u00e0 quel moment le r\u00e9gime change d\u2019une d\u00e9formation lente \u00e0 une d\u00e9formation rapide. De plus, nous avons compar\u00e9 nos r\u00e9sultats avec des estimations analytiques existantes, montrant que nos calculs sont pr\u00e9cis et applicables \u00e8 une vari\u00e9t\u00e9 de situations g\u00e9odynamiques. Ce faisant, nous avons pu am\u00e9liorer ces estimations en utilisant un facteur multiplicateur suppl\u00e9mentaire.<\/p>\n\n\n\n

La deuxi\u00e8me partie de la th\u00e8se se concentre sur les plateaux continentaux, o\u00f9 la contrainte impos\u00e9e par la topographie ne peut pas \u00eatre simplement d\u00e9finie par la pression lithostatique afin de maintenir cette topographie sur de longues p\u00e9riodes. Bien que nous ayons des estimations de contraintes moyenn\u00e9es sur la profondeur et des hypoth\u00e8ses sur la r\u00e9sistance des mat\u00e9riaux, la r\u00e9partition pr\u00e9cise des contraintes dans la lithosph\u00e8re reste floue. Notre objectif ici est de mieux comprendre cette r\u00e9partition Nous avons utilis\u00e9 le m\u00e8me outil informatique que dans la premi\u00e8re partie de cette th\u00e8se, en mod\u00e9lisant un plateau continental. Nous avons calcul\u00e9 les champs de contraintes et de vitesses g\u00e9n\u00e9r\u00e9s uniquement par la gravit\u00e9, tout en \u00e9tudiant l’impact de diff\u00e9rentes variables. Nos r\u00e9sultats montrent que la courbure a un effet mineur sur les contraintes, tandis que les coins du plateau ont un impact significatif, en particulier sur les contraintes de cisaillement. De plus, les diff\u00e9rences de viscosit\u00e9 dans la cro\u00fbte et le manteau lithosph\u00e9rique influencent fortement les contraintes et les vitesses de propagation du plateau. Nos r\u00e9sultats sugg\u00e8rent que la r\u00e9sistance de la lithosph\u00e8re se trouve principalement dans la cro\u00fbte plut\u00f4t que dans le manteau lithosph\u00e9rique. Enfin, nos conclusions mettent en \u00e9vidence que les contraintes ne sont pas n\u00e9cessairement un indicateur de la r\u00e9sistance des mat\u00e9riaux dans ces contextes g\u00e9ologiques complexes.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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