Ressources - OSU Institut Pytheas

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Repousser les limites !

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Pour repousser les limites de la connaissance, nos chercheurs se dépassent !

À travers l’exposition, « Chercher l’inconnu, découvrir l’extrême » l’Institut Pythéas vous invite à découvrir des terrains de recherche exceptionnels auxquels sont confrontés certains de ses scientifiques.
Ces environnements extrêmes nécessitent une préparation physique relativement intense… Alors, quels sont les contraintes et les enjeux de telles expéditions ?
Capsules audio imagées, photos et textes vous emmènent sur les traces de ces chercheuses et chercheurs « de l’extrême ».

Écoutez les podcasts romancés, issus de leurs interviews :

01. Expédition Sargasses. Sandrine Ruitton et Thierry Thibault sont enseignant-chercheurs AMU et exercent leurs activités de recherche au MIO.
02. Vincent Jomelli. Il est directeur de recherche CNRS au CEREGE.
03. Yannick Garcin. Il est chargé de recherche IRD au CEREGE.
04. Pierre Chevaldonné. Il est chercheur en biologie et écologie marine au CNRS.
05. Lars-Eric Heimbürger. Il est chargé de recherche CNRS au MIO.
06. Guilaine Lagache. Elle est enseignante-chercheuse AMU au LAM.
07. Jérôme Gattacceca. Il est directeur de recherche CNRS au CEREGE.

ERC Starting Grant 2023 – Projet SIESTA, Le rôle de la dormance microbienne en tant que régulateur écologique et biogéochimique sur Terre

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James Bradley, Chargé de recherche à l’Institut méditerranéen d’océanologie (MIO)

La vie microbienne a proliféré au cours des temps géologiques, survivant à des changements environnementaux longs et extrêmes, y compris des glaciations mondiales qui ont duré des millions d’années, et des changements radicaux du climat et de la géographie de la Terre. Les micro-organismes ont recours à la dormance, un état réversible d’activité métabolique réduite, pour persister et tolérer les changements défavorables de leur environnement. Les organismes en dormance se retirent de l’environnement actuel et s’intègrent à une banque de semences qui contribuera à la diversité et à la fonction des écosystèmes futurs. Cependant, nous manquons de connaissances fondamentales sur la prévalence, les déclencheurs et les échelles de temps de la dormance, et sur la manière dont ces facteurs affectent les écosystèmes et les bilans élémentaires. Le projet SIESTA financé par cette bourse européenne vise à connaître la prévalence et le rôle de la dormance microbienne en tant que régulateur écologique et biogéochimique sur Terre, et permettra ainsi de mieux comprendre comment la vie parvient à prospérer tout au long du changement global et conduit l’évolution planétaire.

 

Source : https://www.provence-corse.cnrs.fr/fr/personne/james-bradley

Les grandes failles de Californie sont lisses à la profondeur où se produisent les séismes

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La relocalisation précise des séismes montre des failles présentant des surfaces lisses, planes ou arquées, sur des échelles allant de quelques centaines de mètres à quelques dizaines de kilomètres et ce, à la profondeur sismogène. Cette régularité peut jouer un rôle crucial dans la genèse des grands séismes, et peut transformer notre compréhension de la physique de la rupture et des risques sismiques.

Le comportement physique des failles, et les risques sismiques qui en découlent, dépendent fortement de leur caractère rugueux ou lisse à la profondeur ou l’énergie est libérée lors des tremblements de terre. À cette profondeur d’environ 4-15 km en Californie, la localisation des séismes a suggéré que les failles sont irrégulières aux échelles supérieures au kilomètre. De plus, le tracé des failles cartographiées en surface est aussi généralement complexe et présente des décalages à toutes les échelles. Ceci amène à supposer une forte rugosité des failles majeures en profondeur, la rupture d’un grand séisme reviendrait donc à essayer de faire glisser deux boites à œufs le long de leurs côtés bosselés.

Les auteurs dont un chercheur du CNRS-INSU (voir encadré), appliquent une nouvelle procédure de localisation des séismes à de grandes séquences de tremblements de terre et à la microsismicité le long de failles décrochantes en Californie. Cette méthode multi-échelle permet de corriger certains effets de distorsion et la relocalisation des séismes révèlent que les surfaces de failles sont lisses en profondeur, planes ou arquées sur des échelles allant de quelques centaines de mètres à quelques dizaines de kilomètres. Les scientifiques démontrent donc que la rupture sismique ressemble davantage à des boites à œufs glissant sur leurs côtés lisses, et ceci a des conséquences évidentes. La présence en profondeur de surfaces lisses à plusieurs échelles dans les zones de failles décrochantes majeures peut influencer l’initiation, la rupture, la direction et l’arrêt des ruptures sismiques, et ces failles lisses sont peut-être même nécessaires pour que de grands tremblements de terre se produisent. Ces résultats peuvent aider à cartographier l’aléa sismique et viennent renforcer les travaux récents sur les ruptures en surface. Ces travaux montrent que les ruptures en surface reflètent en grande partie des déformations secondaires peu profondes et souvent complexes, et non les surfaces de glissement sismique actives en profondeur.

Les tectites de Côte d’Ivoire, un trésor scientifique en territoire aurifère

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Les tectites sont des verres d’impact qui sont éjectés à plusieurs centaines, voire milliers de kilomètres lors d’un impact météoritique. Ces objets sont rares et recherchés par les scientifiques qui s’intéressent aux crises environnementales lors des collisions d’astéroïdes avec notre planète. Une étude, réalisée dans le cadre d’une coopération internationale1 qui inclue des scientifiques du CNRS-INSU (voir encadré), révèle des nouvelles découvertes au sein du champ de tectites le moins connu au monde situé en Côte d’Ivoire. Découvert en 1935, ce patrimoine scientifique exceptionnel était resté inexploré depuis les années 60 et seulement une petite centaine de spécimen étaient répertoriés dans le monde.

Un doctorant Ivorien, Pétanki SORO, a repris le flambeau des explorateurs du passé, et a effectué 6 missions de terrains dans le centre-est de la Côte d’ivoire. Cette exploration a permis la découverte de 174 nouveaux spécimens, tout en révélant que le champ de tectites s’étend au moins sur 4100 km2 au lieu des 1500 km2 délimités par les travaux passés. Certains de ces spécimens s’avèrent de composition chimique hors norme et leur étude permettra de mieux comprendre le processus de formation des tectites.

L’essentiel de ces tectites a été retrouvée auprès des villageois, ces objets étant parfois conservés par leur propriétaire depuis des dizaines d’années, tandis que le souvenir des missions d’exploration passées était encore présent parmi les plus anciens. L’exploration se déroule dans un territoire affecté par une activité minière artisanale dédiée à la recherche de l’or. Les artisans miniers, ainsi que les agriculteurs, ont donc été informés de la nature de ces objets au cours de rencontres avec les autorités villageoises, ce qui a permis ensuite de récupérer, sur une période de quatre ans, un grand nombre de spécimens.

1. Universités Houphouët-Boigny d’Abidjan, d’Aix-Marseille et l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD).

Séisme du 29 décembre 2020 en Croatie : les premières observations de terrain

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Une équipe composée d’une vingtaine de chercheurs européens s’est rendue sur le lieu du séisme de magnitude 6,4 qui s’est produit le 29 décembre 2020 en Croatie. La zone épicentrale est située à 40 km au sud de Zagreb, capitale du pays. Leurs observations montrent que ce séisme a engendré une rupture co-sismique (3 à 40 cm de déplacement observé) sur une faille décrochante dextre, la faille de Petrinja, située sur le bord ouest du bassin sédimentaire Pannonien. Cela signifie que la surface terrestre s’est disloquée sous l’effet de la propagation des ondes sismiques et que, de part et d’autre du plan de faille, les compartiments rocheux ont coulissé de gauche et à droite. En Europe, il existe très peu d’exemples de ruptures co-sismiques visibles dans le paysage.

Les ruptures de surface observées se localisent le long d’une faille ayant une signature morphologique claire, marquée par plusieurs décalages dextres cumulés d’amplitudes allant de 5-6 m à environ 200 m. Ces décalages suggèrent une activité Quaternaire à Holocène, potentiellement associée à des séismes similaires. L’activité de cette faille était jusqu’à présent très peu connue, bien qu’un séisme majeur de magnitude 5,8 ait eu lieu en 1909 à environ 30 km au nord-ouest de Petrinja. L’ensemble du Bassin Pannonien s’est structuré lors de phases géodynamiques distinctes depuis le début du Miocène il y a environ 25 millions d’années (Fodor et al., 1999), exprimées aujourd’hui par un héritage tectonique important, avec de nombreuses failles d’orientations variables. L’activité sismogénique actuelle reflète très probablement une phase géodynamique très récente (essentiellement Quaternaire, Bada et al., 2007), dont l’expression géologique est « noyée » dans les phases plus anciennes. L’occurrence des séismes de 1909 et 2020 illustre donc la nécessité de cartographier rigoureusement les failles actives de cette région et de contraindre leur potentiel sismogénique. Si le séisme du 29 décembre confirme la capacité de la faille de Petrinja à générer des séismes de magnitude 6.5 (Basili et al., 2013), sa vitesse estimée entre 0,08 et 0,2 mm/an par la base de données européenne (EDSF) reste aujourd’hui peu contrainte.

Cette mission, qui a bénéficié du soutien financier de l’INSU dans le cadre de la cellule post-sismique, marque le début d’une collaboration à plus long terme avec les Croates et collègues européens, impliquant plusieurs laboratoires de l’INSU dont le CEREGE, ENS-Lyon, ISTerre et l’IRSN.

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Carte des failles actives susceptibles de produire des séismes, cartographiées à partir des images satellitaires, de la topographie et des données de terrain.

Crédit : Images satellites

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Gauche : Vue en coupe du glissement latéral associé au séisme, avoisinant 40 cm cumulés sur 2 ruptures co-sismiques. Droite : Vue de drone de la rupture co-sismique. Le décalage dextre atteint ≈ 30 cm et on observe une ouverture pluri-centimétrique.

Crédit : Lucilla Benedetti (CEREGE) / Francesco Iezzi (Univ. Chieti)

Un quatrième couple cratère-tectite découvert sur Terre !

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Un consortium international, mené par Pierre Rochette du Centre européen de recherche et d’enseignement des géosciences de l’environnement, a découvert qu’un champ de verres d’impact trouvé au Belize provient d’un cratère d’impact lui-même situé à 500 km de là au Nicaragua. Cela en fait le quatrième couple cratère-tectite découvert sur Terre.

Les tectites sont des verres naturels, issus de la fusion de la surface terrestre sous l’impact d’un astéroïde de plus d’un kilomètre de diamètre, et éjectés sur une longue distance (entre 200 et 12000 km). Quatre champs de tectites étaient connus jusqu’à présent (en Amérique du Nord, Australasie, Côte d’Ivoire, Europe centrale) dont trois seulement reliés à un cratère source. Les plus récemment découverts remontaient aux années 1930, et le premier avait été décrit par Darwin.

L’étude du consortium démontre que les verres trouvés au Belize sont produits par un impact et ont le même âge (805 000 ans) et la même signature géochimique que les verres récupérés à l’intérieur d’un cratère de 14 km de diamètre : le cratère de Pantasma au Nicaragua. La démonstration de l’existence de ce cratère avait constitué la première étape de recherches menées par ce même consortium en 2019. Dans les deux cas, on retrouve des traces de chrome extraterrestre pointant vers le même type d’astéroïde : la chondrite ordinaire. L’étude de ce nouveau couple cratère-tectite va apporter une meilleure compréhension du processus mal connu de formation des tectites.

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Exemples de tectites du Belize (la plus grosse fait 103 grammes)

Crédit : P. Rochette / CEREGE

Voir en ligne : L’actualité sur le site de l’INSU