Subduction de dorsales et évolution géologique de la Patagonie

Laboratoire de rattachement : ISTerre
Encadrant : J. Martinod (joseph.martinod univ-savoie.fr)
Téléphone : 04 79 75 87 10

Mots clés : Andes, Patagonie, subduction, modélisation, géodynamique

Contexte et objectifs de la mission de stage  :
La dorsale du Chili qui sépare les plaques Nazca et Antarctique plonge en subduction sous le continent sud-américain vers 47°S, en Patagonie centrale. Le point triple qui correspond à la subduction de la dorsale a migré vers le nord, depuis une position au voisinage du Détroit de Magellan il y a 16 Ma, jusqu’à sa position actuelle. Auparavant, à l’Eocène, une autre dorsale séparant les plaques Nazca et Phénix était déjà passée en subduction sous la Patagonie. L’activité magmatique, et en particulier la position de l’arc calco-alcalin, permet de connaitre l’évolution de la géométrie des plans de subduction sous le continent sud-américain au cours de ces événements. On observe une diminution du pendage de la subduction, associée à un soulèvement accéléré des Andes et à une migration des déformations vers l’est juste avant la subduction de la dorsale.

Le travail proposé consiste à reproduire à l’aide de modèles analogiques effectués au Laboratoire de Géosciences Rennes, la subduction d’une dorsale sous une plaque continentale. Dans un premier temps, des modèles 2D permettront de voir les effets liés à la flottabilité de la plaque plongeante. Des modèles 3D pourront montrer les effets liés à la circulation mantellique autour du plan de subduction. Les modèles analogiques réalisés doivent permettre d’observer l’évolution de la géométrie du plan de subduction, ainsi que les déformations associées dans la plaque supérieure. Les résultats des expériences seront comparés à l’évolution géologique de la Patagonie, connue grâce aux données tectoniques, sédimentologiques, magmatiques et thermochronologiques.

Il est envisageable de réaliser également des modèles numériques en 2D à l’aide du code Adeli développé par R. Hassani, afin d’élargir l’étude paramétrique pouvant être simulée en analogique. Si l’étudiant a une sensibilité plus naturaliste, l’accent pourra être mis sur l’étude bibliographique de la géologie de Patagonie depuis l’Eocène, afin de comparer l’effet des 2 subductions successives de dorsales sur l’évolution géologique de cette région.