Le blog de Bourgois

20 octobre 2008 1 20 /10 /octobre /2008 12:05

(1) Crise énergétique et tectonique des plaques

Jacques Bourgois

Université Pierre et Marie Curie - Paris 6
Institut des Sciences de la Terre Paris (iSTeP) - UMR 7193 UPMC-CNRS Case 124
Tour 46-00, 2 ème étage
4, place Jussieu
75252 Paris Cedex 5 - France
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Tel: 01 44 27 52 08
Email: jacques.bourgois@upmc.fr

Un nombre croissant de pays en voie de développement accèdent ou vont accéder dans les années qui viennent au nucléaire civil. Cette évolution appelle une réflexion sur les procédures internationales et les solutions techniques actuellement en vigueur pour la gestion des déchets. L' «Entreposage Géologique Profond » par le pays producteur du déchet ne peut plus être considéré comme le meilleur moyen de protection environnementale à long terme. Cette solution, aujourd’hui adoptée par tous, est obsolète. Elle repose sur des règles de sécurité très différentes d'un pays à l'autre fondées sur un rapport très ancien de l’Académie des Sciences Américaine. Ce rapport qui date de 1957 proposait également l’abandon de la solution d’un entreposage dans les grandes fosses océaniques, alors qu'il manquait encore une décennie pour que naisse la «Tectonique des Plaques». L’intérêt environnemental potentiellement considérable, d’un entreposage dans ces fosses et les progrès scientifiques et techniques de ce dernier demi-siècle imposent une réévaluation des conclusions de l'Académie des Sciences Américaine. Les grandes fosses océaniques d’échelle planétaire sont en effet l’expression morphologique de l’un des deux processus majeurs de la « Tectonique des Plaques » : la « subduction ».

Le processus de subduction associé au recyclage des sédiments et des basaltes du plancher océanique dans le manteau terrestre présente la perspective crédible d’une élimination définitive des déchets nucléaires ultimes.

Aujoud'hui des difficultés apparaissent dans la mise en oeuvre de l'entreposage sur le territoire national. En 2009, l'administration Obama abandonnait cette solution, prévue de longue date sur le site de Yucca Mountain au Nevada. En 2016, une solution pérenne n'est toujours pas envisagée aux Etats Unis. En France, la mise en service expérimentale du site d'entreposage de Bure (Meuse, Haute Marne) par l'ANDRA (Agence Nationale pour la gestion des déchets Radioactifs) a rencontré de grosse difficultés et une farouche opposition des écologistes locaux. Un entreposage effectif est envisagé pour 2025!

Les avantages d'un entreposage dans les grandes fosses océaniques qui présentent comme intérêt essentiel l'élimination (Bourgois, 1996) devraient être ré-examinés aujourd'hui. Un grand programme international pourrait ouvrir sur une solution pérenne beaucoup plus sûre à l'échelle globale.

Le rejet massif de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, la perspective d’un épuisement des énergies fossiles, la fusion thermonucléaire non encore disponible et le caractère limité de la production à partir des énergies dérivées de l’activité solaire sont parmi les éléments d’une prise de conscience récente. Après plusieurs décennies d’utilisation, l’électronucléaire apparaît aujourd’hui capable de répondre rapidement à une demande mondiale croissante tout en respectant au mieux la qualité de notre environnement. L'électronucléaire est une source d’énergie abondante et fiable. Seule son expansion massive permettra de répondre à la demande en électricité du monde en développement tout en maintenant la concentration atmosphérique en dioxyde de carbone à son niveau actuel. Pour inverser la tendance et revenir à des concentrations « acceptables », certains considèrent comme nécessaire et urgente la mise en service de 1500 à 4000 centrales (Physics Today, Science). Quoi qu’il en soit, une augmentation très importante du nombre actuel (450) de réacteurs civils en service dans le monde est prévisible.

Les techniques de réutilisation du combustible nucléaire, proposées dans le cadre du « Global Nuclear Energy Partnership » signé par 21 nations dont la France devraient, à terme, optimiser le volume des déchets ultimes. Cependant, la multiplication des centrales à l’échelle planétaire conduira inéluctablement à une augmentation du volume des déchets. Ainsi le DOE américain envisage dès maintenant l'aménagement d'un second site d’entreposage pour simplement répondre à la revitalisation de l’industrie nucléaire civile américaine; alors même que le premier site de Yucca Mountain (Nevada) n’est pas encore entré en service. L’entreposage et l’élimination des déchets nucléaires est une préoccupation environnementale majeure.

L’entreposage des déchets nucléaires dans des conditions acceptables de sécurité pour l’homme et son environnement est une préoccupation nationale et internationale déjà ancienne. « L’ Entreposage Géologique Profond » répond à cette préoccupation. Il est aujourd’hui considéré par les nations développées comme le meilleur moyen de protection à long terme. En France et aux Etats-Unis, les travaux d'évaluation sont dans la phase avancée d’une mise en oeuvre préindustrielle.

Les premières recommandations d’un « Entreposage Géologique Profond » des déchets nucléaires ont été faites par l’Académie des Sciences Américaine, dans un rapport effectué en 1957. Par la suite, ce rapport a servi de base pour la rédaction du « National Nuclear Waste Policy » voté par le Congrès américain en 1982. Au milieu des années 90, les pays ayant une production significative d’électricité nucléaire ont pris l’engagement d’entreposer les déchets qu’ils produisent sur leur propre territoire. C’est dans ce contexte, que la France a défini la mission de l’ANDRA (Agence Nationale pour la gestion des Déchets RAdioactifs) dans une loi votée le 30 décembre 1991. Les attendus de sécurité publique et d’environnement de cette loi sont voisins de ceux qu’adoptait le Congrès américain en 1982. La solution « Entreposage Géologique Profond » s’imposait également du fait d’accords internationaux (signés ultérieurement par la France) qui interdisent l’entreposage des déchets nucléaires en milieu océanique. "L'Entreposage Géologique Profond" est une solution dont la mise en œuvre bénéficié aujourd'hui d’investissements importants ; il possède un arrière-plan scientifique finalisé solide qui s’appuie sur la loi et une armature technocratique solide. C'est une "institution" puissante dont la remise en cause paraît insurmontable, mais pourtant nécessaire car dangereuse en bien des aspects.

Les accords internationaux actuels et le développement prévisible de l’électronucléaire conduiront inéluctablement à une multiplication des sites « d’Entreposage Géologique Profond » avec une vaste répartition latitudinale sur les cinq continents. Cette situation présente de graves incertitudes au premier rang desquelles il faut compter la diversité des procédures locales de sécurité et l’éventail de fiabilité des solutions mises en œuvre sur chaque site. La grande variabilité de la géologie locale des sites retenus et l’évolution climatique à long terme (plusieurs millénaires) des zones d’implantation font également partie des impondérables. Qu’adviendrait-il d’un site « d’Entreposage Géologique Profond » s’il se trouvait recouvert de quelques kilomètres de glace comme cela est arrivé plusieurs fois par le passé (4 fois en 500000 ans) pour des pays comme la Finlande, la Suède ou le Canada par exemple. Il faut également compter avec la variation du niveau de la mer, conséquence de la fixation des glaces aux pôles avec une baisse eustatique de 120 m à 140 m pour les deux dernières périodes glaciaires (il y a seulement 20000 ans et 130000 ans). La baisse du niveau de la mer induit en effet une variation du niveau de base du réseau hydrographique mondial (les rivières sur creusent leur lit) avec un enfoncement corrélatif de la nappe phréatique. Quelle serait l'évolution des paramètres physiques et chimiques actuels pour un site d'entreposage pris dans la tourmente de tels évènements planétaires? Une prévision d’évolution fiable pour chacun des sites « d’Entreposage Géologique Profond » de la planète relève de la pure spéculation.

Les problèmes potentiels de la solution « Entreposage Géologique Profond » et les avancées scientifiques des dernières décennies justifient de reprendre l’évaluation de solutions écartées par le passé. C’est le cas de la solution d’un entreposage dans les « Grandes Fosses Océaniques », abandonnée voilà un demi-siècle alors que la « Tectonique des Plaques » n’était pas encore née. Cette solution doit être à nouveau évalué à la lumière de progrès scientifiques et techniques considérables après plusieurs décennie d'investigations nationales et internationales comme les programmes DSDP (Deep Sea Drilling Project) et ODP (Ocean Drilling Program) en particulier. Les grandes fosses océaniques d’échelle planétaire sont en effet l’expression morphologique de l’un des deux processus majeurs de la « Tectonique des Plaques » : la « subduction ». De plus, la solution «Grandes Fosses Oceaniques/Subduction » ouvre la perspective d’une élimination définitive des déchets nucléaires ultimes.

La subduction associée à la disparition de surface terrestre, est l’un des deux processus majeurs de la tectonique des plaques. Cette disparition compense la création de surface nouvelle par accrétion le long des reliefs montagneux sous-marins de la dorsale médio océanique. Ce fonctionnement dynamique de la planète permet un renouvellement continu des fonds marins. Au niveau des grandes fosses océaniques (60000 Km), expression morphologique de la subduction, le plancher sous-marin (lithosphère océanique) et les sédiments de sa couverture sont emportés vers les profondeurs du manteau terrestre (asthénosphère). Une portion de la surface terrestre disparaît au rythme de la création au niveau de la dorsale. Les vitesses d’écartement (dorsales océaniques) et de convergence (subduction) entre les plaques tectoniques sont mesurées aujourd’hui avec une grande précision grâce au GPS. Elles varient typiquement du cm à la dizaine de cm.

De fait, la subduction apparaît comme un puits naturel. Lorsque le matériel sédimentaire de la fosse océanique et son soubassement crustal (lithosphérique) entrent en subduction, ils disparaissent définitivement. Ils sont entraînés vers le manteau terrestre avec comme devenir un recyclage dans la grande machine convective asthénosphérique. L’idée d’une utilisation de la subduction comme moyen d’entreposage et d’élimination définitive de déchets anthropiques, au premier rang desquels les déchets nucléaires est ancienne. Elle avait été réactivée (Bourgois, 1996) à la lumière des progrès scientifiques des années 80-90.

En 1957, parmi les solutions d’un entreposage ou d’une élimination possible des déchets nucléaires, l’Académie des Sciences Américaines avait en effet examiné, et rejeté, l’utilisation possible des grandes fosses océaniques. En regard des connaissances du moment, la tectonique des plaques n’était pas encore née, cette recommandation était fondée. Victor Vacquier (1907-2009) ne découvrait en effet le modèle d'organisation magnétique des fonds marins du Pacifique que vers la fin des années 50. Et c'est vers la fin des années 60, après la découverte de l’expansion océanique par Vine et Matthews (1963) que la théorie unificatrice de la tectonique des plaques (Mckenzie et Parker, 1967 ; Le Pichon, 1968) était proposée. Le concept de subduction était rapproché de l’identification sismique de la zone de Benioff.
Au cours des années 70, on associait le concept de convergence de plaques et de subduction à celui de compression tectonique. Il était envisagé que le matériel entrant en subduction (plaque tectonique inférieure) était progressivement incorporé à la bordure continentale (plaque tectonique supérieure) pour devenir à terme, pensait-on, une chaîne de montagne. Les sédiments de la fosse océanique (partie supérieure de la plaque tectonique inférieure) soulevés avaient pour destin l’émersion, et l’exposition aux agents de l’érosion. La décision du Congrès Américain, dans la loi votée en 1982, de ne pas utiliser les grandes fosses océaniques et le processus associé de subduction pour l’entreposage des déchets nucléaires, était toujours justifiée.

Une avancée significative dans la compréhension du processus de subduction est intervenue au cours du début des années 80 avec un découplage des concepts de convergence des plaques et de compression de leurs bordures. La subduction de la fosse d’Amérique Centrale au Guatemala montrait que la convergence de la plaque des Cocos avec la plaque Caraïbes était associée à une marge continentale (bord de la plaque supérieure) en tension (Aubouin et al., 1982 ; Aubouin et al., 1984 ; Bourgois et al., 1984). On découvrait que ce régime tectonique était l’expression superficielle d’une usure de la base de la plaque supérieure (subduction-érosion). Au lieu de se soulever, la bordure de la plaque supérieure s’affaisse (Bourgois et al., 1984). Dans certaines conditions, on sait maintenant que le matériel de la plaque plongeante (plaque tectonique inférieure) est emporté dans sa totalité vers le manteau terrestre avec une partie de la base de la plaque supérieure.

L’imagerie géophysique permet aujourd’hui un accès plus direct aux propriétés physiques de la zone d’interface entre les plaques (chenal de subduction et zone sismogène plus profonde). La modélisation analogique et numérique permettent une certaine prédiction du comportement des roches du bord de la plaque supérieure dans le cycle sismique de la subduction (Wang et Hu, 2006). Les migrations de fluides sont évaluées, identifiées, observées, prélevées. Les interactions complexes de ces fluides interstitiels sous pression avec les minéraux des roches poreuses sont analysées. Les circulations océaniques sont mieux connues. Un ensemble considérable de données publiées dans les meilleures revues scientifiques est disponible.

Un risque de retour vers la surface du matériel entraîné par subduction existe cependant. En général, un arc volcanique est génétiquement associé à la subduction. Après un parcours de 150 à 250 Km dans le manteau, le matériel fond. Il peut alors être réinjecté dans l'atmosphère par éruption volcanique. Pour une subduction rapide comme celles du sud-ouest Pacifique, les isotopes cosmogéniques du béryllium montrent que le cycle complet d’une éventuelle réinjection est d’environ 800 000 ans. En général la durée totale du transit est supérieure au million d’années. Cependant certaines subductions, comme au Pérou, ne présentent pas de volcanisme actif (depuis 20 Millions d'années ou plus). En ces endroits privilégiés, peu nombreux, la possibilité d’un retour vers la surface avec risque d’une pollution atmosphérique n’existe pas.

Outre la potentialité d’une élimination définitive des déchets nucléaires ultimes, la solution "subduction" présente des avantages. Le milieu océanique profond (6000 m ou plus) montre une grande stabilité avec de faibles variations locales de température et de qualité des eaux au cours du temps. Le fonctionnement du processus de subduction présente également une stabilité à l’échelle locale et régionale pour certaines d’entre-elles. Les vitesses de convergence (subduction) entre les plaques tectoniques sont mesurées aujourd’hui avec une grande précision grâce au GPS. Elles sont compatibles avec les produits radioactifs à très longue vie qui nécessitent un temps de résidence prolongé. Les moyens géophysiques et de prélèvement existent qui permettraient une étude fondamentale détaillée de quelques sites favorables où des études plus finalisées pourraient être engagé par la suite.

Le caractère international des enjeux énergétiques et de sécurité et le cadre du « Global Nuclear Energy Partnership » devraient placer d’emblée la démarche sous les auspices d’Organismes Internationaux. Les grands organismes nationaux (DOE, ANDRA, pour ne citer que les Etats-Unis et la France) et les entreprises internationales du secteur sont également des partenaires qui devraient s’imposer. Un usage international partagé doit être envisagé d’emblée pour le ou les quelques sites qui seraient sélectionnés. Leur petit nombre permettrait un contrôle plus efficace, à l’abri d’interventions malveillantes. Par ailleurs, l’élimination des déchets par subduction n’est pas exclusive d'autres solutions comme « l’Entreposage Géologique Profond » probablement plus adapté pour des déchets faiblement radioactifs à courte durée de vie.

Bourgois Jacques, 1996, Un processus naturel pour éliminer définitivement les déchets nucléaires, Réalités Industrielles, Annales des Mines, janvier 1996, p. 5-12.

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17 septembre 2008 3 17 /09 /septembre /2008 09:50

(2) Meeting the explosion in electricity demand

Jacques Bourgois

Université Pierre et Marie Curie - Paris 6

Institut des Sciences de la Terre Paris (iSTeP) - UMR 7193 UPMC-CNRS Case 124
Tour 46-00, 2 ème étage
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Complete CV (in French) including list of publications available →→→→ next sections at this site

http://www.jacques-bourgois.org

AIM OF ACADEMIC WORK

Basically, I am geologist and geophysicist. I have worked extensively in Latin America from Baja California (Mexico) to Patagonia (Chile and Argentina) exploring processes related to Middle America and Andean subductions. I have worked both on land and at sea conducting field works from the foreland to the Pacific coastline and off shore campaigns, respectively. I was Chief Scientist of six cruises off Mexico, Peru and Chile including three deep-sea diving cruises using the submersible NAUTILE. We explored and sampled seafloor at the Peru-Chile and the Middle America trenches down to 6000-m. I was involved in the DSDP Leg 84 (Glomar Challenger) and ODP Leg 112 (Joides Resolution) drilling campaigns along the continental margins of Guatemala and Peru, respectively. It allowed us to better understand the tectonic regime and processes associated with the underthrust of the Pacific oceanic lithosphere beneath the Middle and South America continental basements.

MEETING THE ANTICIPATED EXPLOSION IN ELECTRICITY DEMAND

WASTE ELIMINATION FROM NUCLEAR FUEL

Along the ~60,000 km of deep oceanic trenches the subduction process participates in oceanic lithosphere recycling. In other words the basalt and associated sediment cover of the seafloor are moving downward together with trench sediment. They underthrust the continental margin of the upper plate towards the asthenosphere. Therefore the subduction process appears as a well for sub-surface material to be removed at depth greater than ~100-150 km. This natural well is potentially appropriate for nuclear fuel waste to be permanently eliminated.

However, slab rock melting is occurring beneath the volcanic arc at distances ranging from 100 to 250 km from the subduction front. Along fast subductions –i.e. such as the SW Pacific- it takes about 800,000 years for the subducted material to erupt at volcanic edifices of the volcanic arc. At slower subduction, the transit time for the subducted material is longer than one Million years.
Subductions such as the Peru and northern Chile exhibit no volcanic arc. At those sites no subducted material is removed to the atmosphere. This situation is stable along the 1500 km long Peru subduction zone since ~20 Million years. For these reasons, I proposed (Bourgois, 1996) the Peru subduction zone (see also Bourgois et al., 1988; von Huene et al., 1988; Dia et al., 1993, Bourgois et al., 1993; Aquilina et al., 1997; Bourgois et al., 2007) to be extensively surveyed in the perspective of having an accurate field understanding of its potentials for nuclear waste elimination.

Selected References

(56) Bourgois, J., Bigot-Cormier, F., Bourles, D., Braucher, R., Dauteuil, O., Witt, C., Michaud, F., 2007, Tectonic records of strain buildup and abrupt co-seismic stress release across the northwestern Peru coastal plain, and continental slope during the past 200 kyr. Journal of Geophysical Research, 112, B04104, doi:10.1029/2006JB004491.

(37) Aquilina, L., Dia, A.N., Boulègue, J., Bourgois, J., and Fouillac, A.M., 1997, Massive barite deposits along the convergent margin of Peru: implications for fluid circulation within subduction zones. Geochimica.Cosmochimica.Acta, 61, 1233-1245.

(28) Dia, A.N., Aquilina, L., Boulègue, J., Bourgois, J., E. Suess, and Torres, M., 1993, Origin of fluids and related-barite deposits at vent sites along the Peru convergent margin, Geology, 21, 1099-1102.

(27) Bourgois, J., Lagabrielle, Y., De Wever, P., Suess, E., and NAUTIPERC team, 1993, Tectonic History of the northern Peru convergent margin during the past 400 Ka, Geology, 21, 531-534.

(21) von Huene, R., Bourgois, J., Miller, J., and Pautot, G., 1989, A large Tsunamogenic landslide and debris along the Peru Trench, Journal of Geophysical Research, 94, 1703-1714.

(20) Bourgois, J., Pautot, G., Bandy, W., Boinet, T., Chotin, P., Huchon, P., Mercier de Lepinay, B., Monge, F., Monlaü, J., Pelletier, B., Sosson, M., and von Huene, R., 1988, Seabeam and seismic reflexion imaging of the tectonic regime of the Andean continental margin off Peru (4°S to 10°S), Earth and Planetary Science Letters, 87, 111-126.

OIL AND GAS

From 1980 to 1995, I have the opportunity to be funded by Petroleum and Mining companies including Elf Ecuador, Elf Colombia, Ecuatomin, and the BRGM. During my subsequent five-years stay (2001-2006) in Ecuador as Professor at the Escuela Politecnica Nacional (EPN-Quito), a close collaboration with Petroecuador and Perupetro allowed us to constrain the evolution of the Gulf of Guayaquil-Tumbes basin for the past 1.8-1.6 Million years. At less few ten of kilometers south of the Ecuador Peru border, major gas and oil reservoirs exist along the northern Peru forearc. Instead geologic and geophysical evidences suggest that these gas and oil reservoirs should extend along the Ecuadorian side, they are not identified yet. Our published works including Witt et al., (2006), Bourgois et al. (2007), Witt and Bourgois (2009) suggest that a new strategy should be designed in order to find what is the exact location of sites to be surveyed for successful discovery of major reservoirs along the Ecuadorian forearc.

Selected References

(64) Bourgois, J., 2013, A review on tectonic record of strain buildup and stress release across the Andean forearc along the Gulf of Guayaquil-Tumbes basin (GGTB) near Ecuador-Peru border, International Journal of Geosciences, 4, 618-635, doi:10.4236/ijg.2013.43057

(62) Bourgois, J., Bourles, D., and R. Braucher, 2011, Reply to Comment by K. Pedoja et al. on "Tectonic record of strain buildup and abrupt coseismic stress release across the northwestern Peru coastal plain, shelf, and continental slope during the past 200 kyr, Journal of Geophysical Research, 116, B09402, doi:10.1029/2011JB008582.

(58) Witt, C., Bourgois, J., 2010, Forearc basin formation in the tectonic wake of a collision driven, coastwise migrating crustal block: the example of the North Andean block and the extensional Gulf of Guayaquil-Tumbes basin (Ecuador-Peru border area). Geological Society of America Bulletin, 122, p. 89-108, doi:10.1130/B26386.1.
(56) Bourgois, J., Bigot-Cormier, F., Bourles, D., Braucher, R., Dauteuil, O., Witt, C., Michaud, F., 2007, Tectonic records of strain buildup and abrupt co-seismic stress release across the northwestern Peru coastal plain, and continental slope during the past 200 kyr. Journal of Geophysical Research, 112, B04104, doi:10.1029/2006JB004491.
(54) Witt, C., Bourgois, J., Michaud, F., Ordoñez, M., Jimenez, N., Sosson, M., 2006, Development of the Gulf of Guayaquil (Ecuador) during the Quaternary as an effect of the North Andean block tectonic escape. Tectonics, 25, TC3017, doi:10.1029/2004TC001723.

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16 septembre 2008 2 16 /09 /septembre /2008 12:19

(3) Feedback coupling between tectonics and climate

BRIEF DESCRIPTION OF ONGOING ACADEMIC RESEARCH

Since about ten years, part of my studies focused at the interface of tectonics, oceanography, and climatology. The main objective is to understand the feedback processes between climate and tectonic deformation at the time scale of the glacial-interglacial cycle. Abrupt changes in the climate system induce tectonic responses including at the millennium time scale. To document these changes, to date them precisely and to understand the mechanisms require to use technique of analytical chemistry including 10Be cosmogenic isotopes.

Over the past ten years, my main contributions are related to the following topics:
(1) At the Chile triple junction area (Bourgois et al., 2000), the climate-induced variation of the sediment supply to the trench axis is the main factor controlling the continental margin tectonic regime. During the warm period of the interglacial episode at 117-130,000 years, rapid increase of the trench sediment accumulation caused the margin to switch from subduction-erosion or nonaccretion to subduction-accretion.
(2) Along the northwestern Peru forearc area (Bourgois et al., 2007), we infer that eustacy exerts important feedback coupling to seismic behavior of the Northern Peru subduction zone. We speculate that during sea level fall, pore-fluid pressure diminishes along the subduction channel inducing a possible seaward migration of the locked zone reaching a maximum by the end of the eustatic low stand at 19-23,000 years.
(3) At the Chile triple junction area (Bourgois et al., in progress), the major retreat of the northern Patagonia ice cap at 11-14,000 years controls the tectonic rebound of this segment of the Andes, and the funneling of the Andean runoff to the Pacific.

Selected references

(56) Bourgois, J., Bigot-Cormier, F., Bourles, D., Braucher, R., Dauteuil, O., Witt, C., Michaud, F., northwestern Peru coastal plain, and continental slope during the past 200 kyr. Journal of Geophysical Research, 112, B04104, doi:10.1029/2006JB004491.

(42) Bourgois, J., Guivel, C., Lagabrielle, Y., Calmus, T., Boulègue, J., Daux, V., 2000 Glacial-interglacial trench supply variation, spreading-ridge subduction, and feedback controls on the Andean margin development at the Chile triple junction area (45-48° S), Journal of Geophysical Research, 105, 8355-8386.

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15 septembre 2008 1 15 /09 /septembre /2008 12:20

(4) CV de Jacques Bourgois

CV de Jacques Bourgois

Né le 08-08-1944, marié deux enfants, Service militaire effectué.
DR1 CNRS depuis 1989.
Entré au CNRS en 1971.

Adresse:
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6
Institut des Sciences de la Terre Paris (iSTeP) - UMR 7193 UPMC-CNRS Case 124
Tour 46-00, 3 ème étage
4, place Jussieu
75252 Paris Cedex 5 - France
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Tel: 01 44 27 59 98
Email: jacques.bourgois@upmc.fr

Principales étapes de la carrière et affectations, du plus récent au plus ancien

Depuis le 8 août 2009, Directeur de Recherche Emerite du CNRS à l'Institut des Sciences de la Terre Paris (iSTeP) de l'Université Pierre et Marie Curie - Paris 6.

Du 1er mai 2008 au 8 août 2009 : En poste à l'Université Pierre et Marie Curie, affecté au Laboratoire de Tectonique (UMR 7072), puis à l'iSTeP, UMR 7193.

2008-2006 : En poste à l'Université Pierre et Marie Curie, affecté à Géosciences Azur (UMR 6526).

2006-2001 : Mise à disposition (MAD) de l'IRD (expatriation 5 ans en Equateur), en poste à Quito, Escuela Politecnica Nacional (Professeur), affecté à Géosciences Azur (UMR 6526).

2001-1991 : Directeur du Laboratoire de Géodynamique Tectonique et Environnement (LGTE, Université de Paris 6), affecté à l’URA 1315

1991-1985 : Chargé de mission INSU-CNRS.

1985-1981 : Directeur adjoint du LA 215 (Université de Paris 6).

1971-1979 : Affecté au Laboratoire de Géologie de la Faculté des Sciences de Besançon.

EDUCATION

1978, Docteur ès-Sciences, Thèse d’Etat, Géologie structurale, Université de Besançon.

Titre de la thèse d’Etat: Etude géologique de la transversale de Ronda (Cordillères bétiques, Espagne), données géologiques pour un modèle d’évolution de l’arc de Gibraltar (avec une carte géologique couleur au 1:100,000). Thèse publiée.

1970, Docteur de 3ème cycle, Géologie structurale et géodynamique, Université Pierre et Marie Curie.

1969, DEA de Géologie structurale, Université Pierre et Marie Curie.

1968, Maîtrise de Géologie, Université Pierre et Marie Curie.

Prix Charles Jacob de l’Académie des Sciences

Responsabilités et Productions Scientifiques

Chef de mission de 7 campagnes marines
Investigateur principal de 5 programmes ECOS-Sud et ECOS-Nord.
Participation aux legs 84 et 112 des programmes DSDP et ODP.
Nombreuses missions de terrain dans les Andes, Amérique Centrale, USA, Japon et SW Pacifique.
Directions de 30 thèses d’étudiants français et étrangers.

125 Publications dites de rang « A » : 60 RI + 47 CRAS + 20 BSGF
RI = Revue Internationale
CRAS = Comptes Rendus de l’Académie des Sciences
BSGF = Bulletin de la Société Géologique de France.

60 articles dans des revues internationales (Journal of Geophysical Research, Geology, Tectonics, Geophysical Research Letters, Journal of Geology, Geological Society of America Bulletin, Nature, Earth and Planetary Science Letters, Geochimica Cosmochimica Acta, Tectonophysics, Journal of Volcanology, Lithos, Marine Geology, Marine Geophysical Research, Marine Micropaleontology, Geo-Marine Letters, Pure and Applied Geophysics).

2 Cartes géologiques:
une au 1/100 000 ème (Espagne) et une au 1/50 000 ème (Equateur).

101 articles dans des revues nationales et étrangères de langue anglaise ou espagnole:
47 Comptes Rendus de l’Académie des Sciences,
20 Bulletin de la Société Géologique de France,

34 autres revues : Ofioliti, Revue de Micropaléontologie, Boletin de la Sociedad Geologica Mexicana, Revue de Géographie Physique et de Géologie Dynamique, Annales Scientifiques de l’Université de Besançon, Norandina, Journal of African Earth Sciences, Journal of South American Earth Sciences, Geotimes, Episode, Proceedings ODP et DSDP, Bulletin de la Société Française de Photogrammétrie et de Télédétection, Paleontographicae, Océanologica Acta, Encyclopaedia Universalis, VSP Publisher, Bulletin de l’Institut Français d’Etudes Andines, Proceedings de Congrès, Revista de la Sociedad Geologica de España.

Total des publications : 60 + 2 + 101 = 163

150 communications à des Congrès dont Séances spécialisées de l’AGU et présentations invitées.

1VIDEO de 53 mn "Des cailloux et des hommes", 1 article (5 pages) Nouvel Observateur.

Coordonnateur du N°76 du Courrier du CNRS : « La Terre de l’observation à la modélisation ».

Apports principaux des recherches (10 dernières années):

A - Interface tectonique climat

Depuis une dizaine d’années, une partie des études engagées se trouvent à l’interface de la tectonique, de la géologie marine et terrestre et du climat. L’objectif est la compréhension des processus de rétro action entre le climat et la tectonique aux échelles de temps du cycle glaciaire interglaciaire. Les changements brusques du climat induisent des réponses tectoniques, y compris à l’échelle du millénaire.

Les contributions principales concernent :

(1) Le contrôle climatique du régime tectonique de la marge chilienne (Journal of Geophysical Research, Bourgois et al., 2000). Aux abords du point triple du Chili, pendant l’épisode inter-glaciaire chaud à 117-130 ka, la fonte de la calotte de glace patagonienne autorise un remplissage turbiditique très rapide (~10-13 ka) de la fosse. Les apports détritiques en provenance du continent voisin induisent le changement du régime tectonique de la marge continentale andine, de la subduction-érosion (marge en tension) à la subduction-accrétion (marge en compression). La subduction des Andes de Patagonie documente des vitesses de changement du régime tectonique de la marge continentale de 2 ordres de grandeur inférieurs de celles communément proposées par ailleurs.

(2) Le couplage entre eustatisme et comportement sismogène du chenal de subduction (Journal of Geophysiocal Research, Bourgois et al., 2007). La baisse du niveau marin (épisode glaciaire) provoque une diminution de pression partielle des fluides le long du chenal de subduction. Le long de l'avant arc (forearc) nord péruvien, cela provoque une migration vers le large de la zone sismogène bloquée (locked zone), avec un maximum vers 19-23 ka. La remontée du niveau marin depuis l'optimum glaciaire induit une migration de la zone bloquée vers le continent. Cette migration est associée au déclenchement d’une série de grands séismes à récurrence millénaire enregistré par un soulèvement ultra rapide de la côte.

(3) La quantification du rebond tectonique associé à la fonte des glaces le long des Andes de Patagonie (Bourgois et al. en préparation). Depuis 14-11 ka, la calotte glaciaire patagonienne (plusieurs km d'épaisseur vers 23-25 ka) régresse massivement. Libéré de son englacement, le segment des Andes compris entre 45°S et 48°S voit une inversion de son drainage qui de l’avant-pays vers l’Atlantique passe au Pacifique. Les enregistreurs sédimentaires et morainiques associés à l'évolution morphologique régionale permettent un calcul des mouvements verticaux induits par la relaxation viscoélastique du manteau. La situation est particulièrement intéressante du fait que cette partie des Andes est localisée au-dessus d'un manteau "chaud". La subduction active du centre d'accrétion actif de la dorsale du Chili (point triple du Chili) sous ce segment des Andes induit en effet le développement d'une fenêtre asthénosphérique (slab window).

B - Bassin d'avant arc (forearc basin)

L'échappement vers le Nord (longitudinalement à la chaîne) du bloc nord-andin contrôle l'évolution du bassin de Guayaquil-Tumbes (avant arc andin, frontière Equateur Pérou). De grands détachements crustaux plats induisent l'ouverture du bassin, ils y déterminent localisation et taux de subsidence. Le bassin de Guayaquil-Tumbes est un bassin d'avant arc dont les modalités d'ouverture en pull-apart sont particulières (Geological Society of America Bulletin, accepté, Witt et Bourgois).

Bien que s'adressant à un contexte très favorable, la recherche gazière et pétrolière de ce bassin, basée sur les concepts du pull-apart classique, s'est révélée décevante jusqu'à présent. Nos travaux ouvrent la voie pour une stratégie d'exploration renouvelée. Mieux adaptée à la structure réelle du bassin, elle pourrait déboucher sur la découverte de gisements importants.

Apports principaux à l'étude du processus de subduction (1980-2000)

Voir documents (4) et (5) de ce blog
(4) APPORTS A LA COMPREHENSION DU PROCESSUS DE SUBDUCTION (PARTIE 1)
(5) APPORTS A LA COMPREHENSION DU PROCESSUS DE SUBDUCTION (PARTIE 2)

La subduction est l'un des deux processus majeurs de la tectonique des plaques. (1) L'accrétion océanique crée de la surface au niveau des dorsales. (2) Le long des 60000 kilomètres des grandes fosses océaniques l' équivalent de la surface terrestre créée au niveau de la dorsale disparait définitivement, aspirée vers le manteau, à la vitesse de plusieurs centimètres par an. Ce processus naturel est potentiellement utilisable pour éliminer définitivement les déchets anthropiques les plus dangereux. La subduction fait partie de l'arsenal des moyens possibles à mettre en oeuvre pour un développement durable de la planète Terre. Pour cette raison, l’étude directe du processus de subduction mérite attention et investissements.

Distinctions scientifiques, évaluation scientifique et programmes majeurs

Prix Charles Jacob de l’Académie des Sciences (France).
Membre du Tectonic Panel du programme ODP.
Editeur pour “South American Earth Sciences” (3 ans).
Editeur du “Bulletin de la Société Géologique de France” (6 ans).
Reviewer de journaux scientifiques (Tectonophysics, Tectonics, EPSL, JGR parmi d’autres)
Reviewer de projets pour la NSF, la CONICYT, la CONACYT, et pour le Sonderforschungsbereichs 574 (GEOMAR).

Chef de mission et chef de projet pour sept (7) campagnes marines : N/O Jean Charcot, (campagnes SEAPERC, and SEAMAT), N/O Nadir (campagnes NAUTIPERC 1, NAUTIPERC 2 avec le submersible NAUTILE), N/O l’Atalante (campagne ANDINAUT avec le submersible Nautile), campagne CYANALBORAN avec plongées du submersible Cyana) et N/O L’Atalante (campagne CTJ sur la zone du point triple du Chili).

Investigateur Principal de nombreux programmes internationaux dont trois projet ECOS-Sud (triple junction area of southern Chile) et deux projets ECOS-Nord (slab window evolution at the Mexican triple junction area including Baja California peninsula).
Membre de l’équipe scientifiques du Leg 84 (Glomar Challenger, DSDP) et du Leg 112 (Joides Resolution, ODP).

Liste des articles publiés
VOIR articles (7) Liste des publications de Jacques Bourgois
(8) Liste des publications de Jacques Bourgois (suite)

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10 septembre 2008 3 10 /09 /septembre /2008 07:51

(5) Le processus de subduction

APPORTS A LA COMPREHENSION DU PROCESSUS DE SUBDUCTION
Un condensé des travaux conduits depuis les années 80

Jacques Bourgois DR1 CNRS

Septembre 2008

Motivations des études

La subduction est un processus associé à la disparition de surface terrestre. Au niveau des grandes fosses océaniques (~60 000 km), le plancher sous-marin et les sédiments qu'il porte sont emportés vers les profondeurs du manteau terrestre (asthénosphère). Un retour vers la surface par le volcanisme associé est possible. Il peut intervenir après 800 000 ans pour une subduction rapide comme celle du sud-Ouest Pacifique. Généralement le transit du matériel entré en subduction est supérieur au million d’années. Pour certaines subductions qui ne présentent pas de volcanisme actif, comme au Pérou ou au Nord du Chili, la possibilité d’un retour vers la surface n’existe pas. De fait, La subduction apparaît comme un puits naturel de disparition de matériel superficiel dont le devenir est un recyclage dans la grande machine convective asthénosphérique. C’est pourquoi l’idée d’une utilisation de la subduction comme moyen de destruction définitive de déchets anthropiques, parmi lesquels les déchets nucléaires ultimes, a été proposée (Bourgois, 1996), justifiant de la sorte les études conduites depuis 1978.

Dans les années 80-90, l’efficacité du discours anti-nucléaire de l’écologie politique portait un puissant coup d'arrêt au développement du nucléaire civil. On pensait alors le problème des déchets nucléaires comme potentiellement réglé à terme du fait d’une production décroissante annoncée de l’électro-nucléaire. L’idée d’un entreposage des déchets sur le territoire national de celui qui les produit restait envisageable comme stipulé par la loi française, copie conforme du "National Nuclear Waste Policy" voté par le Congrès américain en 1982.

Aujourd’hui, le réchauffement climatique, les besoins énergétiques croissants des pays en développement et la perspective de l’épuisement des énergies fossiles (prévisible depuis plusieurs décennies) placent à nouveau l’électronucléaire au devant de la scène. De nombreux spécialistes pensent que seule une expansion massive de la source énergétique nucléaire permettra de répondre à la demande en électricité du monde en développement tout en maintenant la concentration atmosphérique en dioxyde de carbone à 550 ppm. Cette situation avec une concentration en C02 considérée par beaucoup comme encore trop élevée nécessiterait la construction de 1500 à 4000 centrales. Le nucléaire civile réémerge comme la source énergétique abondante et fonctionnelle la plus respectueuse de l'environnement . C'est l'énergie d'un avenir à moyen terme (50-70 ans).

Les techniques de réutilisation du combustible nucléaire, proposées dans le cadre du "Global Nuclear Energy Partnership (GNEP)" signé à ce jour par 21 nations dont la France devraient optimiser à terme le volume des déchets. Cependant la multiplication prévisible des centrales nucléaires civiles de par le monde avec un recyclage du combustible dans quelques pays en ayant la capacité place à nouveau l’élimination possible des déchets nucléaires ultimes au premier rang des préoccupations environnementales. Ainsi le DOE prévoit la nécessité d’aménager un second site d’entreposage au Nevada pour simplement répondre à la revitalisation de l’industrie nucléaire américaine.

Revitaliser les études fondamentales (études et mesures de terrain et modélisations) d’un processus naturel de la planète qui présente la potentialité d’une élimination définitive des déchets nucléaires ultimes nous semble prioritaire. Ces études se placent dans la perspective d’une utilisation réduite des combustibles fossiles et présentent la potentialité de laisser une planète propre aux générations futures. Entreprendre ces études peut naturellement s'envisager dans le cadre actuel de la loi. Une mise en oeuvre industrielle nécessiterait un aménagement de la loi nationale et ne pourrait naturellement s'envisager que dans un cadre international multilatéral dans l'esprit du GNEP.

Le processus de subduction est au centre des travaux que nous avons conduits depuis le début des années 80. La zone d’étude couvre pour l’essentiel les fosses d’Amérique Centrale, du Pérou-Chili, du Mexique à la Patagonie, et les reliefs liminaires associés : Andes et prolongation méridionale de la Sierra Nevada. Les travaux ont été menés sous forme d’opérations scientifiques informelles terre mer avec mise en œuvre de campagnes de terrain coordonnées avec des croisières de géophysique marine et d’observation en plongées (submersible Nautile). Les zones d’application ou transversales d’étude comprennent la zone du point triple du Mexique et la Basse Californie, le Costa Rica, la Colombie, le Nord Pérou et l’Equateur, la zone du point triple du Chili et les Andes de Patagonie. J’ai été investigateur Principal (PI) de toutes ces opérations et le chef de mission des campagnes marines correspondantes (liste complète, voir « Liste des productions » de l'article 2 de ce blog). La conduite des travaux a nécessité la mobilisation d’équipes scientifiques nationales et internationales de 15 à 20-30 chercheurs. Une participation aux campagnes de forage du Glomar Challenger (Leg 84) et du Joides Resolution (Leg 112) fait partie du dispositif.

Les travaux réalisés et leur publication (liste complète voir articles 7 et 8 de ce blog) prennent leur sens dans une perspective historique. Ils ont participé, et pour certains grandement, à la résolution de questions qui pour une partie d’entre elles ne se posent plus aujourd’hui. C’est le cas par exemple des chaînes de montagne dont on pensait qu’elles trouvaient leur formation dans la subduction océanique, de l’ophiolite dont on croyait qu’elle pouvait trouver sa mise en place à partir de l’écaillage océanique, des Andes dont la façade orientale était proposée comme limitée par de grandes failles normales. Ces avancées scientifiques ont comme résultat, pour une partie d'entre elles tout au moins, de rendre caduques les arguments scientifiques qui ont conduit le Congrès Américain à voter le "National Nuclear Waste Policy" en 1982.

Pour apporter une certaine clarté à l'exposé, les résultats sont présentés de manière croisée, par ordre chronologique et par thème en rappelant les questions qui se posaient au moment de leur actualité. Plus récemment la question centrale abordée par nos travaux concerne les relations de couplage et de rétro action entre la tectonique et le climat aux échelles de temps de l'alternance glaciaire interglaciaire des 500 000 dernières années. A ce propos, des apports déterminants concernent la zone sismogène et le régime tectonique de la marge active. Certains résultats présentent des implications en termes d’aléas et risques. L'étude des potentialités de la subduction pour son utilisation comme moyen potentiel d'une élimination définitive des déchets nucléaires ultimes est plus que jamais d'actualité.

Les apports principaux sur la compréhension de la subduction et processus associés:
Subduction et orogenèse
Découplage des concepts de convergence et de compression
L’écaillage océanique, l’ophiolite
L’ophiolite de Colombie, l’obduction
Subduction océanique, subduction continentale, orogenèse andine
Risque tsunamique
Déchets nucléaires
Point triple du Chili, subduction de dorsale, les adakites
Point triple du Chili, érosion tectonique
La fenêtre asténosphérique
Fragmentation océanique, saut de dorsale, microplaque
Contrôle climatique du régime tectonique de la marge active
Echappement tectonique
Risque sismique, les très gros séismes

1- Subduction et orogenèse (Nature, 1982 ; EPSL, 1984 ; Tectonophysics, 1984)

Le Leg 84 du Glomar Challenger, localisé dans la fosse d’Amérique Centrale au large du Guatemala avait pour objectif de confirmer le modèle d’une marge active constituée d’un empilement d’écailles impliquant le substratum basaltique océanique. Le Leg 66 situé plus au Nord avait proposé ce modèle du prisme d’accrétion pour l’ensemble de la marge mexicaine sur la base d’une argumentation sédimentologique. Au moment de la programmation du Leg 84 on pensait que la marge du Guatemala représentait le stade précoce d’une chaîne de montagne impliquant des ophiolites (le fond océanique écaillé). Les travaux de l’équipe française à bord du Leg 84 (Aubouin et al., 1982 et 1984), associés aux campagnes de terrain conduites à terre au Costa Rica (Bourgois et al., 1984) montraient que les failles inverses à pendage continental de la marge du Guatemala étaient en fait des failles normales à pendage océanique. Le supposé écaillage basaltique de la croute océanique Miocène de la plaque des Cocos correspondait en fait au substratum basaltique de la marge de l'Amérique centrale avec un âge Jurassique et Crétacé. A la suite de ces travaux (Bourgois, 1993) le modèle du prisme de Seely était abandonné pour le Guatemala ; la marge active comme stade initial d’une chaîne de montagne proposée après le Leg 66 était abandonnée ; le rôle de la subduction-érosion dans l’évolution de la marge apparaissait comme fondamental.

Figure 1. Frontispice (Bourgois et al., 1982) du Blue Book du Leg ODP 84 du Glomar Challenger. L’évolution de la marge convergente du Guatemala (plaque Caraibes en orange à droite) est contrôlée par l’extension. L’ophiolite (en vert) de son substratum, d’âge crétacé, n’est pas le résultat d’un écaillage des basaltes (en bleu) d'âge oligo-miocène de la plaque des Cocos plongeante (en jaune à gauche). C’est une marge extensive en convergence (Nature, 1982 ; EPSL, 1984 ; Tectonophysics, 1984). La marge est subsidente (voir paragraphe suivant).
Localisation des forages ODP effectués pendant les campagnes 67 (chiffres fins) et 84 (chiffres gras) du Glomar Challenger. (A) Sédiment miocène et blocs de serpentine, (B) Gaz hydrates solides, (C) Péridotite serpentinisée, (D) Calcaire crétacé supérieur sur le complexe ophiolitique, (E) Péridotite serpentinisée (lame mince), (F) Mudstone de l'Eocène terminal.

2- Découplage des concepts de convergence et de compression (Tectonophysics 1984 ; CRAS, 1982 ; BSGF, 1983, 1985 a et b)

D’un point de vue plus fondamental, le point majeur était celui du découplage de deux concepts intuitivement liés au niveau du comportement mécanique de la marge active. La convergence entre deux plaques tectoniques en subduction devait conduire à une déformation en compression de la bordure de la plaque supérieure. La marge devait évoluer par accumulation d’écailles tectoniques ce qui devait engendrer une surrection et conduire à l’émersion (et donc impropre pour un entreposage des déchets nucléaires). Le Leg 84 démontrait qu’il n’en était rien et que bien au contraire la marge apparaissait comme contrôlée par des failles normales et une subsidence (Bourgois et al., 1984 ; Bourgois and Glaçon, 1985 ; Glaçon and Bourgois, 1985). Les travaux menés sur l’état de dissolution des tests de microfossiles calcaires permettaient de dater et de quantifier la subsidence. Cette situation implique un fort découplage des plaques supérieure et inférieure et l’existence d’une usure de la base de la plaque supérieure (érosion tectonique ou subduction-érosion) suggérée quelques années plus tôt dans une publication à Geology (Scholl et al., 1980). Il est intéressant de noter que la méthode d’approche de la dissolution des tests de foraminifères calcaires comme moyen de mesure de la subsidence a été validée par des travaux récemment publiés au Journal of Geophysical Research en 2005.

3- L’écaillage océanique, l’ophiolite (Earth and Planetary Science Letters, 1988 ; Tectonophysics 1984 ; DSDP, 1985)

Le modèle du prisme d’accrétion de Seely tel que proposé le long de la marge du Guatemala implique un écaillage (compression) impliquant non seulement les sédiments mais aussi la croûte océanique sous-jacente : basalte, gabbro et péridotites, de l’océan voisin en subduction. Un modèle actualiste possible était proposé pour la fosse du Pérou vers 10°S. En effet, Kulm et al. (1981) ont décrit à cet endroit une écaille à l’Est de la fosse dont il était considéré qu’elle représentait le plancher océanique en voie d’incorporation au prisme d’accrétion de la marge active du Pérou. Les travaux menés pendant la campagne Seaperc (N/O Jean Charcot) permettaient de démontrer que les sédiments détritiques de la fosse, couverture de l’écaille, ne présentent aucune déformation. Cette couverture, horizontale, repose en discordance sur le dos de la supposée écaille océanique. Il ne s’agit que d’une structure ancienne de la plaque océanique qui, entraînée par la plaque plongeante arrive dans la fosse. Le mécanisme proposé d’intégration d’une ophiolite à un édifice montagneux, en cours au Pérou, réalisé au Guatemala, se révélait être faux à la suite du Leg 84 (Guatemala) et de la campagne Seaperc du Jean Charcot (Pérou). Le matériel de la plaque océanique a pour destin une disparition par subduction.

Figure 2. La fosse du Pérou (trench turbidite) montre des sédiments horizontaux et discordants sur le relief océanique en subduction (plaque Nazca) à gauche, il ne peut donc pas s’agir (comme proposé dans le "Nazca Plate Project," Geological Society of America Memoir, 1981) d’une écaille océanique (ophiolitique) en voie d’incorporation tectonique à la marge péruvienne située à droite. C’est une structure ancienne de la plaque plongeante qui arrive à la fosse (d'après Bourgois et al., 1988).

4- L’ophiolite de Colombie, obduction (Tectonophysics, 1982 et 1987)

De 1980 à 1985, des travaux de terrain ont été menés sur l’édifice andin de Colombie avec une focalisation sur l’ophiolite de la Cordillère Occidentale. Dans cette partie des Andes septentrionales, le modèle de l’écaillage océanique du prisme de subduction-accrétion a été proposé pour expliquer la présence de l’ophiolite. En fait, la structure (fenêtre tectonique antiforme) de la Cordillère Occidentale et la polarité des apports sédimentaires détritiques montrent qu’il s’agit d’une ancienne mer marginale dont la fermeture conduit à l’écaillage et à l’obduction de son plancher océanisé au Crétacé supérieur-Paléocène. (Bourgois et al., 1984 et 1987). Le modèle actualiste qui convient le mieux est celui de la mer du Japon qui se refermerait entre le bloc Japonais et l’Asie. La déformation active de la bordure japonaise de cette mer marginale suggère que le processus qui a conduit à la mise en place de l’ophiolite colombienne est en cours de fonctionnement au Japon. Les interprétations proposées plus récemment d’une origine par collision du plateau océanique « Galapagos-Caraïbes » avec le continent des Amériques ne rend pas compte de la présence des 7 à 10 km de sédiments détritiques couverture de l’ophiolite Colombienne et n’apporte pas d’explication à l’obduction (150 km de portée) de l’ensemble ophiolite et de sa couverture sédimentaire sur la bordure continentale sud américaine. L’écaillage ophiolitique et l’obduction colombienne trouvent une meilleure explication dans le modèle « mer marginale » que dans le modèle « collision de plateau océanique ». Le premier rend compte de la partie essentielle des affleurements (en surface), la seconde d’affleurements très localisés. Le modèle explicatif d'évolution de la bordure andine de Colombie à partir d'un écaillage du type prisme d’accrétion de marge active doit être abandonné.

Figure 3. Le modèle «mer marginale type Japon » rend mieux compte de l’évolution des Andes de Colombie et de la mise en place de l’ophiolite. Les modèles « prisme d’accrétion type marge active» et «plateau océanique» ne rendent pas compte des contraintes tectoniques et sédimentologiques (Bourgois et al., 1987). Une mer marginale (coupe du centre) d'arrière arc s'ouvre au Crétacé entre le continent sud-américain à droite et un arc volcanique à gauche. Au Crétacé supérieur-Paléocène, la mer marginale se referme, les basaltes et leur couverture turbiditique (7-8 km d'épaisseur) sont transportés sur la bordure continentale de l'Amérique du Sud (dessin du haut) à plus de 150 km vers l'Est. La suture ophiolitique du matériel obducté se trouve aujourd'hui le long de la vallée du Rio Cauca entre Cordillères Centrale et Occidentale (d'après Bourgois et al., 1987).

5- Subduction océanique, subduction continentale, orogenèse andine (CRAS, 1981)

En 1981, les Andes étaient proposées comme contrôlées dans leur évolution tectonique par de grandes failles normales localisées le long des bordures amazonienne et pacifique. A la suite de travaux menés dans le Nord des Andes péruviennes, nous avons proposé un autre modèle (CRAS, 1981) qui accorde un rôle prépondérant à la subduction continentale (subduction A) côté amazonien. Côté pacifique, l’évolution du relief (Cordillère Occidentale) est contrôlée par le volcanisme, c’est la signature de l’intumescence thermique proposée par Dewey et Bird (1970). Il n’y a pas de racine crustale associée à la Cordillère Occidentale. La racine crustale des Andes est fortement décalée vers l’Est, sous la Cordillère Orientale. L’épaississement trouve son origine dans la subduction continentale. Les craton Brésilien et Guyanais s’engagent sous les Andes qui voient ainsi leur racine crustale s'édifier. Cette racine crustale est à l'origine de l'évolution dynamique du relief andin oriental (Cordillère Real ou Orientale). Ce modèle de la double subduction fonctionne dans les Andes à partir de l’Oligocène, période à laquelle la totalité de l’ouverture atlantique s’applique à la plaque Amérique du Sud, la plaque Afrique restant fixe dans le repère des points chauds. En 1983, les premières descriptions de séismes en compression, côté amazonien, étaient publiées (Suarez et al., Journal of Geophysical Research).

Figure 4. Evolution géodynamique des Andes nord péruviennes (SO : subduction océanique, SC : subduction continentale). En grisé croûte océanique, en blanc croûte continentale. Les flèches figurent les vitesses de déplacement ; VE : extension induite par la subduction océanique sur la bordure la plaque Amérique du Sud, VA : vitesse de déplacement du continent sud américain. A partir de 30 Ma, VA-VE >0, la subduction continentale commence à fonctionner, les Andes orogéniques se construisent (d'après Bourgois et Janjou, 1981).
La bordure amazonienne des Andes n'est pas contrôlée par de grandes failles normales.

6- Risque tsunamique (EPSL, 1988 ; JGR, 1989 ; Geology 1993)

Les travaux menés le long de la marge du Pérou ont permis d’identifier un mécanisme important à l’origine de certains tsunamis (Earth and Planetary Science Letters, 1988 ; Journal of Geophysical Research, 1989, Geology 1993). Vers 4-5°S, la marge présente les évidences d’un énorme glissement sous-marin. L’équivalent d’un volume comparable à la moitié des Alpes françaises a glissé depuis une cicatrice de faille localisée vers 3-4000 m de profondeur jusque dans la fosse vers 6000 m. La modélisation du tsunami provoqué par ce glissement sous-marin catastrophique montre qu’une vague de 50 m de haut serait arrivée à la côte. Le mécanisme conduisant à la déstabilisation de la marge a été reconstitué (Geology, 1993). La marge du Pérou est caractérisée par l’extension et la subsidence. Son régime tectonique est celui de la subduction-érosion caractérisé en surface par de grande faille normale à pendage vers l’océan. D’ampleur crustale, l’une de ces failles (Figure 5) montre le développement d’un pli en roll-over dont l’évolution pendant environ 400 000 ans a conduit à la déstabilisation de son flanc océanique. Vers 11 000 ans, la rupture du flanc océanique a provoqué un énorme glissement tsunamogène. Ce modèle d’évolution a été retrouvé depuis au large du Costa Rica. Les zones potentiellement dangereuses sont facilement identifiables à partir d’enregistrements géophysiques

Figure 5. Origine de certains grands glissements sous-marins tsunamogènes (Geology, 1993). (A) Situation initiale lorsque la pente est stable vers 400 000 ans. (B) L'évolution tectonique de la partie moyenne de la pente continentale pendant les 400 000 dernières années est marquée par l'évolution d'un détachement à vergence océanique dont le pendage est inférieur à 20°. Le glissement le long de la faille est accommodé par le développement d'un pli antiforme (roll-over fold). Ce pli occupe la totalité de la pente moyenne. Le flanc du pli situé du coté continental à droite s'est effondré d'environ 800 m accompagné d' une rotation. La pente vers l'océan n'est plus que de 2°, elle devient sur stable. A l'inverse le flanc situé du côté océanique (à gauche) devient très instable en atteignant une inclinaison de 11-12°. Cette inclinaison dépasse l'angle critique de la stabilité gravitaire de la pente. Un immense glissement sous-marin se produit (vague tsunamique calculée: 50 m de hauteur à la côte. Les âges proposés le sont à partir de prélèvements effectués avec le submersible Nautile.

7- Déchets nucléaires (Annales des Mines, 1996; Earth and Planetary Science Letters, 1988; Geology 1993 ; Geochimica and Cosmochimica Acta, 1997)

Les marges du Pérou et d’Amérique centrale montrent une certaine permanence dans le temps de leur régime tectonique, probablement du fait de la stabilité et de la faiblesse des apports détritiques à la fosse (voir paragraphe 12). Le désert d’Atacama qui se prolonge le long de la côte au Pérou n’a pas vu changer son extrême sécheresse depuis le Miocène. La permanence du régime tectonique de la marge du Pérou caractérisée par la subduction-érosion implique que tout le matériel de la plaque plongeante, le matériel sédimentaire de la fosse et la base de la plaque supérieure (érosion tectonique) retournent au manteau. Par ailleurs la partie du chenal de subduction située sous le mur interne de la fosse (marge continentale) n’est pas sismogène entre la fosse et la côte (~80 km). Ainsi, peut-on envisager que des déchets nucléaires, placés dans la fosse, seraient emportés avec la reste du matériel de la fosse le long du chenal de subduction vers le manteau (Bourgois et al., 1996). Par ailleurs, les prélèvements de fluides au moyen du submersible Nautile (Geology, 1993, Geochimica Cosmochimica Acta, 1997) permettaient de montrer que la marge draine des fluides d’origine continentale suggérant que les fluides interstitiels en subduction (plaque plongeante et sédiment de la fosse) sont également entraînés vers le manteau. Ainsi, dans la situation telle qu’analysée à l’époque permettait d’envisager le développement d’un programme dont l’objectif aurait été l’entreposage et l’élimination définitifs des déchets nucléaires de longue vie en utilisant la subduction du Nord Pérou. Cela aurait permis d’éviter l’absurdité de la loi internationale actuelle qui impose à chaque pays l’entreposage des déchets sur son propre territoire.

Figure 6. Modalités (schéma) d’élimination définitive des déchets nucléaires ultimes s’ils étaient entreposés dans une fosse du type de celle du Nord Pérou (Bourgois, 1996).

Séquence d'évolution, trois situations sont décrites: le présent (schéma du haut), dans 40 000 ans (schéma du centre noté 40 ka), dans 80 000 ans (schéma du bas noté 80 ka). Le point rouge figure les déchets nucléaires. Il est envisagé ici une localisation initiale au pied du mur interne de la fosse, coté continental (à droite, en brun sur la figure), enfouis à 200 m de profondeur dans les sédiments meubles de la fosse. Avec le temps, les déchets nucléaires sont entraînés dans la subduction (vers la droite sur le schéma) avec les sédiments de la fosse (vert et jaune), et l'ensemble de la lithosphère océanique (blanc avec tirets et violet v inversés). Dans le m^me temps, le mur interne de la fosse subit une abrasion de sa partie basale (érosion tectonique) qui maintient la zone à haute déformation et circulation de fluides en surpression au dessus du site d'entreposage des déchets. Ces déchets seraient à terme véhiculés vers le manteau terrestre a la vitesse de 6-7 cm par an.

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8 septembre 2008 1 08 /09 /septembre /2008 18:33

(6) Le processus de subduction (suite)

8- Point triple ride-fosse-fosse du Chili, subduction de dorsale, les adakites (Geology, 1997)

En 1991, nous engagions une série d’opération pour étudier le point triple du Chili, seul endroit ou une dorsale océanique active entre activement en subduction. Cette situation présente en particulier l’intérêt de reproduire les conditions thermiques de la subduction chaude qui régnait au Précambrien. Cette situation permet d’étudier un analogue des trondhjemites anciennes, les adakites actuelles. C’est ainsi que nous avons pu prélever le granite de Cabo Raper (Péninsule de Taitao) localisé actuellement à moins de 17 km de la fosse. Ce granite (Geology, 1997) présente la composition chimique de l’adakite. Dans la situation qui est la sienne le coin asthénosphérique entre les plaques supérieure et inférieure n’existe pas. La situation géométrique impose une origine par fusion partielle de la plaque inférieure (slab) métamorphisée en éclogite (grenat). De nombreux travaux conduits postérieurement dans les Andes (Chili, Equateur) ont permis la mise en valeur d’adakites associées à l’arc volcanique calco-alcalin actuel. Elles trouveraient leur origine dans la fusion partielle de la base de la croûte andine préalablement épaissie. L’adakite de Cabo Raper serait donc le seul vrai analogue actualiste de la situation précambrienne à l’exclusion des adakites de l’arc volcanique. Elles proviendraient de la fusion partielle du slab éclogitisé localisé en bordure de la fenêtre asthénosphérique.

Figure 7. Les adakites de Cabo Raper (point triple du Chili).

A gauche: signature géochimique, éléments majeurs (A et B) et terres rares (C) de la granodiorite du pluton de Cabo Raper (péninsule de Taitao, CRP, en rouge sur le schéma de droite) , noter en particulier la composition des roches prélevées qui tombent dans le champs des trondhjemites (B) et l'allure concave de la courbe (C) du côté des terres rares lourdes avec un rapport [La/Yb ≤ 10]. La granodiorite de Cabo Raper ((3 à 4.2 millions d'années) est une adakite.

A droite: Le pluton de Cabo Raper (CRP, en rouge) est actuellement (dessin du bas noté Present) localisé à moins de 17 km de la fosse. Les deux schémas du dessus reconstruisent: (1) la situation vers 1,5-1,6 millions d'années (dessin du centre noté 1.5-1.6 Ma) à partir de l'analyse des sédiments transgressifs récoltés sur la péninsule et (2) la situation géométrique minimum nécessaire pour produire la fusion partielle d'une roche riche en grenat dont la fusion partielle est nécessaire à la production de l'adakite de Cabo Raper (dessin du haut noté 3-4.2 Ma) au moment de sa mise en place. Il n'y a pas de place pour l'existence d'un coin asthénosphérique entre le slab (en vert) et le socle de la marge continentale (en brun). L'interprétation proposée est celle de la fusion partielle d'un slab préalablement métamorphisé dans le faciès amphibolite-éclogite (Bourgois et al., 1997). La présence de la ride du Chili en subduction sous la Péninsule de Taitao est la source de chaleur nécessaire à la fusion partielle de l'éclogite Bourgois et al. (1997).

9 – Point triple ride-fosse-fosse du Chili, érosion tectonique (Geology, 1997)

L'adakite du pluton de Cabo Raper (voir Figure 7) dans sa situation actuelle, à 17 km de la fosse, ne se trouve pas dans les conditions géométriques minimales qui permettraient sa mise en place (Figure 8). Il trouve en effet son origine dans la fusion partielle d'une roche riche en grenat de type éclogitique (voir figure 7). Les conditions géométriques, compatibles avec les conditions de pression et de température minimum de la fusion de la fusion partielle de l'éclogite (épaisseur de la plaque supérieur, position du slab…) qui ont permis sa mise en place il y a ~4 Ma, peuvent être reconstituées. La comparaison entre la situation actuelle et celle qui prévalait il y a ~4 Ma permet de calculer le volume de matériel disparu par érosion tectonique pour parvenir à la situation actuelle. Le taux calculé montre des valeurs au moins égales aux valeurs proposées pour des marges très érosives comme le Pérou par exemple. La situation « point triple » est très efficace du point de vue du transport de matériel vers le manteau. C’est une situation retrouvée par exemple au point triple du Mexique. L’évolution des relations entre le Pacifique et sa périphérie continentale montre qu’aucun endroit n’a échappé au balayage d’un point triple par le passé. L’évolution des chaînes péripacifiques doit être comprise au travers de l’évolution de ces points triples.

Figure 8. Calcul du volume de matériel enlevé par subduction-érosion au point triple du Chili (Bourgois et al., 1997)

10 – Point triple ride-fosse-fosse du Chili et du Mexique, la fenêtre asthénosphérique (Earth and Planetary Science Letters, 2002 ; Geology 2001 et 2005 ; Geophysical Research Letters, 2004 ; Journal of Geophysical Research, 2006 ; Lithos 2003)

L’évolution d’un point triple est associée au développement d’une fenêtre asthénosphérique (slab window). La production de basaltes le long de la dorsale océanique cesse dès lors qu’elle entre en subduction. Cependant l’écartement tectonique des plaques se poursuit après son entrée en subduction, une fenêtre asthénosphérique s’ouvre. Les asthénosphères des plaques supérieure et inférieures sont en contact. L'anomalie thermique associée à la dorsale (tomographie sismique) se poursuivent sous la plaque supérieure.
La fenêtre asthénosphérique a d’abord été décrite au point triple du Mexique. Son existence a été remise en cause ensuite, l’ouverture de la mer de Cortes le long de la prolongation de la faille de San Andreas vers le Sud venant perturber l'analyse du système. Parallèlement la fenêtre asthénosphérique était confortée dans son existence au Chili. Dans un article à Earth and Planetary Science Letters (Bourgois et Michaud, 2002) nous comparons les situations mexicaine et chilienne. De cette comparaison, la fenêtre asthénosphérique mexicaine (c'est-à-dire d’Amérique du Nord) sort renforcée dans son existence. Une vision 3D de la tectonique des plaques doit remplacer la très classique vision 2D. Les signatures volcanique (Geology, 2001 et 2005 ; Journal of Geology 2006 a et b ; Lithos 2003) et tectonique de ces zones de point triple (Geophysical Reasearch Letters, 2004; Earth and Planetary Science Letters, 2002) doivent être envisagées dans une évolution géodynamique 3D.

Figure 9a. La subduction de la dorsale Est pacifique, point triple du Mexique(B) et subduction de la dorsale du Chili, point triple du Chili (A) à la même échelle. Dans les deux cas une fenêtre asthénosphérique (SW en hachuré jaune) s'ouvre sous l’Amérique du Nord (d'après Bourgois et Michaud, 2002). Cette situation s'accompagne de puissantes signatures tectonique, géodynamique, cinématique et volcanique dont on retrouve trace dans l'évolution secondaire et tertiaire des bordures montagneuses de l'Océan pacifique.

Figure 9b. Une vision 3D est nécessaire à la compréhension de l'organisation géométrique des grandes plaques tectoniques (Pacifique, Amérique du Nord et Cocos) au point triple du Mexique. L'ouverture de la mer de Cortes (prolongement méridional de la faille de san Andreas) est un phénomène géodynamique de second ordre, d' expression superficielle (lithosphérique). Il est considéré ici comme la réponse de la dynamique asthénosphérique profonde associée à la subduction de la dorsale Est pacifique (EPR) et l'ouverture de la fenêtre asthénosphérique (Bourgois et Michaud, 2002).

11 - Fragmentation océanique, saut de dorsale, microplaque (CRAS, 1988 ; Marine Geophysical Research, 1996 ; Marine Geology, 1997; Journal of Geophysical Research, 2000, Tectonohysics, 2005)

Le point triple ride-fosse-fosse est marqué par deux types d’événements tectoniques qui affectent profondément la plaque plongeante. Au point triple du Mexique, un saut vers l’Est d’environ 100 km de la dorsale Est Pacifique marque l’évolution de la jonction de la dorsale Est pacifique avec la zone de Fracture de Rivera. II s’agit d’une réorganisation cinématique qui conduit à un nouveau contour des frontières de la microplaque Rivera (Marine Geophysical Research, 1996 ; Marine Geology, 1997). Une fragmentation de la plaque plongeante intervient en relation avec l’évolution du point triple entre les plaques tectoniques majeures que sont Cocos, Pacifique et Amérique du Nord. Au point triple du Chili un tel saut de dorsal existe également avec création d’une microplaque transitoire, la microplaque Chonos (Bourgois et al., 2000).
La fragmentation de la plaque océanique plongeante est l’une des signatures majeures de la subduction d’une dorsale active. Ce saut de dorsale est la cause possible (Figure 10a) d’un changement rapide et répété du régime tectonique de la marge.

Figure 10a. Le saut de dorsale (les deux figures de gauche) au niveau du point triple du Chili contrôle un changement du régime tectonique de la marge (les deux figures de droite) aux courtes échelles de temps (Bourgois et al., 2000). La dorsale, relief topographique chaud, rentre en subduction avec difficulté. Un transfert vers le large de l'activité tectonique d'ouverture de la dorsale intervient. Avant l'entrée en subduction de la dorsale (schéma de droite haut) le chenal de subduction (en jaune) est ouvert du côté continental, la subduction-érosion est le régime tectonique de la marge. Après subduction de la dorsale (schéma de droite bas) le chenal de subduction est ouvert du côté océanique. Le matériel sédimentaire de la fosse entre difficilement en subduction, la subduction-accrétion est le régime tectonique de la marge.

Figure 10b. La migration du point triple du Chili vers le Nord s'accompagne d'un saut de dorsale vers l'Ouest (voir aussi la Figure 10a). L'individualisation d'une microplaque transitoire, en voie de subduction complète aujourd'hui, est intervenue voilà environ 300 000 ans (C).
CMP = microplaque Chonos

12 - Contrôle climatique du régime tectonique de la marge, point triple du Chili (Journal of Geophysical Research, 2000)

Depuis 14 Ma, le point triple du Chili balaye la marge pacifique d’Amérique du Sud, du Sud vers le Nord. Ce balayage était supposé contrôler en totalité l’évolution du régime tectonique de la marge, subduction-érosion au Nord, avant le passage du point triple, subduction-accrétion au Sud à la suite du passage de la ride en subduction. Nous avons montré (Bourgois et al., 2000) que le climat et les apports induits à la fosse étaient des facteurs essentiels du contrôle du régime tectonique de la marge.
Dans le cycle glaciaire interglaciaire, les Andes de Patagonie passent par deux stades très différents. En période froide, une calotte glaciaire recouvre les Andes. Cette situation interdit un drainage du détritique vers le Pacifique, (les eaux s'écoulent vers l'Atlantique), les vents dominants drossent les icebergs à la côte, ils sont entraînés vers le Nord, la fosse au niveau du point triple est faiblement alimentée en détritique (Figure 11, schéma du bas). En période chaude, les Andes sont libérées des glaces, le matériel détritique est transporté vers le Pacifique. Le bassin du Rio Baker, en particulier, draine les Andes de la région du point triple jusqu’à l’avant-pays, de puissants apports turbiditiques remplissent la fosse (Figure 11, schéma du centre).
Pendant les périodes chaudes, l’apport massif de détritique à la fosse est la cause principale du changement du régime tectonique de la marge de la subduction-érosion à la subduction accrétion : (1) au Nord, avant le passage du point triple après la dernière déglaciation (après 14-11 ka), (2) au Sud, après le passage du point triple en relation avec l’épisode chaud à 130-117 ka (Figure 11). Seule la zone du point triple (péninsule de Taitao) est marquée par une intense subduction-érosion de la marge dont l'origine est liée à la subduction de la ride d'accrétion du Chili (voir paragraphe 9). Le facteur climatique intervient de manière prépondérante dans le contrôle du régime de la marge continentale subduction-érosion versus subduction-accétion au Nord et au Sud du point triple. La constante de temps de la stabilité du régime tectonique de la marge continentale du Chili dans la zone du point triple est de l'ordre de 10⁴-10⁵ ans, de 1 à 2 ordres inférieurs à ce qui est communément avancé pour d'autres régions.

Figure 11. Les apports détritiques à la fosse entre 117 et 130 ka (B) provoque le changement de régime tectonique de la fosse du Chile (Bourgois et al., 2000). Le régime passe de la subduction-érosion (C) à la subduction accrétion (A). Le contact frontal de subduction est transféré de 24 km vers le large en moins de 13 ka.

13 - Echappement tectonique (Tectonics, 2006; Journal of Geophysical Research, 2007; Geological Society of America Bulletin, in press)

Le golfe de Guayaquil (Equateur) est un bassin andin en position d'avant arc (forearc) dont il a été proposé que le mécanisme d’ouverture soit celui d’un « pull-apart basin ». L'ouverture de ce bassin serait contrôlée par la mega-faille transcontinentale dextre de Dolores-Guayaquil.

Nous avons montré que l’évolution du bassin n'est pas contrôlée par la méga-faille elle-même mais par le glissement vers le Nord (1cm/an) du Bloc Nord- Andin. L’échappement du bloc vers le Nord est contrôlé par la subduction de la ride de Carnegie et son couplage avec le bloc, la méga-faille de Dolores-Guayaquil, frontière est du bloc, n'intervenant que de manière passive, en réponse à la dérive du bloc.

En fait, de grands détachements crustaux (Figure 12a et 12b) de direction E-W sont à l’origine du bassin.

Les mouvements longitudinaux, de direction parallèle à la chaîne sont certainement d’une très grande importance dans l’évolution du segment équatorien des Andes (Witt et Bourgois, 2006 ; Bourgois et Witt, 2007; Witt et Bourgois, in press).

L'identification claire des contours et de l'évolution du bassin depuis 1,6-1,8 Ma ouvre la voie d'une stratégie nouvelle de recherche gazière et pétrolière restée plutôt stérile jusqu'à présent.

Figure 12a. De grands détachements E-W (traits rouges avec flèches) contrôlent l’évolution du bassin de Guayaquil-Tumbes. Ils sont induits par le déplacement vers le Nord du bloc Nord Andin (NAB encart du haut à gauche). Le bassin d'avant arc du Golfe de Guayaquil-Tumbes présente une évolution qui s'écarte sensiblement de celle d'un pull-apart au sens classique du terme.

Figure 12b. Coupe du bassin de Guayaquil-Tumbes localisée sur la carte de la figure 12a (gros trait noir NS). Le détachement actif majeur (TZDS) situé au sud du bassin correspond probablement à la remobilisation en inversion tectonique du contact d'obduction (~60-80 Ma) de l'ophiolite équatorio-colombienne (Bourgois et al., 1982 , 1987, 1990).

14 - Risque sismique, les séquences de très gros séismes (Journal of Geophysical Research, 2007)

Le long de la marge Nord péruvienne une corrélation existe entre la remontée eustatique du glaciaire à l'interglaciaire et la surrection de la zone côtière de l'avant arc andin (Bourgois et al., 2007). Cette remontée présente une segmentation dans le temps et dans l’espace. Au Nord un segment présente un soulèvement de plusieurs centaines de mètres durant les derniers 19-23 ka, tandis qu’un segment plus méridional voit son soulèvement intervenir entre 150-180 ka et 125 ka pendant la remontée du niveau marin entre le stade 6 et le substade 5e.
Le long du segment nord, un soulèvement ultra-rapide (10 à 12 mm/an pour les 20-25 derniers ka) intervient enregistré par des terrasses côtières co-sismiques. Ces terrasses au nombre de 16 sont datées à 8,1 ± 1,8 ka et 20,4 ± 2.4 ka pour la 9 ème et la 16 ème respectivement (numérotation croissante depuis la plus basse).
Nous avons proposé (Bourgois et al., 2007) que l’eustatisme joue un rôle important sur le contrôle du comportement sismogène inter plaque et le déclenchement de grandes séquences de grands séismes. Pendant la baisse du niveau marin, la pression de pore de fluide du chenal de subduction diminue induisant une migration vers le large de la zone bloquée sismogène (migration de la updip limit). Cette situation atteint son paroxysme à la fin du bas niveau eustatique. Pendant la remontée du niveau marin, la pression de pore de fluide augmente le long du chenal de subduction. Cela provoque une fragilisation de la zone précédemment bloquée le long de l’interface entre les plaques. Une longue séquence de gros séismes débute. Ainsi les paramètres orbitaux terrestres sont une cause externe qui pourrait contrôler les processus physiques à l’œuvre le long de l’interface entre plaques tectoniques convergentes.

Figure 13. Couplage entre la variation eustatique et le comportement sismique de la zone sismogène de la subduction andine nord péruvienne (d'après Bourgois et al., 2007).

PROJETS EN COURS

15 – Rebond glaciaire

Les données rassemblées depuis 5 ans sur l’évolution récente de la région du Lac General Carrera-Buenos Aires (Patagonie chilienne et argentine, 46°S) permettent : (1) de préciser l’évolution climatique de la région pour les 11-14 derniers ka et (2) de reconstruire la surrection de la région associée à la fonte de la calotte glaciaire patagonienne. Un calcul de la viscosité élastique du manteau pour cette région sera produit. La publication des travaux est en cours d’achèvement.

16 - Récurrence sismique

Dans l’évaluation du risque et de l’aléa sismique, les très grands évènements sismiques et la détermination de leur récurrence apparaissent comme des points d’importance. Le forearc péruvien (Bourgois et al., 2007) présente de ce point de vue un double intérêt. (1) Une séquence de 16 terrasses marines a enregistré 16 évènements co-sismiques majeurs avec des surrections de 3 à 9 m. Deux de ces évènements sont datés (voir chapitre 14). (2) Les paramètres orbitaux terrestres sont une cause externe possible du contrôle de la localisation de la zone bloquée (locked zone) le long de la zone sismogène inter-plaques. Ils peuvent de la sorte participer du déclanchement de grandes séquences de grands séismes.

Cet endroit présente un intérêt particulier intérêt du fait de la grande qualité des affleurements et de l'intérêt potentiel pour une approche de la récurrence sismique. Une datation des 16 terrasses identifiées au Pérou permettrait d'évaluer la durée de la séquence et le calcul d'une récurrence sur un grand nombre d'évènements majeurs

Figure 14. Deux terrasses co-sismiques côtières (N05 et N07) ont été datées au Pérou. Une datation de toutes les terrasses permettrait de calculer la récurrence réelle d'une séquence de grands évènements sismiques (d'après Bourgois et al., 2007).

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1 septembre 2008 1 01 /09 /septembre /2008 15:08

(7) Liste des publications de Jacques Bourgois

REVUES INTERNATIONALES (68)

Voir liste des revues dans "article CV de Jacques Bourgois"

(68) Bourgois, J., Cisternas, M.E., Braucher, R., Bourles, D., Frutos, J., 2016, Geomorphic records along the General Carrera (Chile)-Buenos Aires (Argentina) glacial lake (46-48°S), climate inferences and glacial rebound for the past 7-9 ka, A Reply, The Journal of Geology 124, p. 637-642 DOI: 10.1086/687551

(67) Bourgois, J., Lagabrielle, Y., Martin, H., Dyment, J., Frutos, J., Cisternas, M.E., 2016, A review on forearc ophiolite obduction, adakite-like generation, and slab window development at the Chile Triple Junction area: uniformitarian framework for spreading-ridge subduction, Pure and Applied Geophysics 173, 3217-3246, DOI: 10.1007/s00024-016-1317-9 http://rdcu.be/nd50

(66) Bourgois, J., Cisternas, M.E., Braucher, R., Bourles, D., Frutos, J., 2016, Geomorphic records along the General Carrera (Chile)-Buenos Aires (Argentina) glacial lake (46-48°S), climate inferences and glacial rebound for the past 7-9 ka, The Journal of Geology 124, p. 27-53. DOI: 10.1086/684252

(65) Lagabrielle, Y., Bourgois, J., Dyment, J., Pelletier, B., 2015, Lower plate deformation at the Chile Triple Junction from the paleomagnetic record (45°30'S-46°S), Tectonics 34, p. 1646-1660, doi:10.1002/2014TC003773.

(64) Bourgois, J., 2013, A review on tectonic record of strain buildup and stress release across the Andean forearc along the Gulf of Guayaquil-Tumbes basin (GGTB) near Ecuador-Peru border, International Journal of Geosciences 4, p. 618-635, doi: 10.4236/ijg.2013.43057

(63) Azdimousa, A., Bourgois, J., Poupeau, G., Vazquez, M., Asebriy, L., and Labrin, E., 2013, Fission track thermochronology of the Beni Bousera peridotite massif (Internal Rif, Morocco) and the exhumation of ultramafic rocks in the Gibraltar arc, Arabian Journal of Geosciences, DOI 10.1007/s12517-013-0924-3.

(62) Bourgois, J., D. Bourles, and R. Braucher, 2011, Reply to comment by K. Pedoja et al. on “Tectonic record of strain buildup and abrupt coseismic stress release across the northwestern Peru coastal plain, shelf, and continental slope during the past 200 kyr”, Journal of Geophysical Research, 116, B09402, doi:10.1029/2011JB008582.

(61) Bandy, W.L., Michaud, F., Mortera-Gutiérez, C.A., Dyment, J., Bourgois, J., Royer, J.-Y, Calmus, T., Sosson, M., and Ortega-Ramirez, J., 2010, The Mid-Rivera transform discordance: morphology and tectonic development, Pure and Applied Geophysics, DOI:10.1007/s00024-010-0208-8.

(60) Bourgois, J., 2010, A comment on “Non-steady long-term uplift rates and Pleistocene marine terrace development along the Andean margin of Chile (31 °S) inferred from ¹⁰Be dating”, Earth Planet. Sci. Lett. (2010), doi:10.1016/j.epsl.2010.05.018

(59) Witt, C., Bourgois, J., 2010, Forearc basin formation in the tectonic wake of a collision-driven, coastwise migrating crustal block : the example of the North Andean block and the extensional Gulf of Guayaquil-Tumbes basin (Ecuador-Peru Border area). Geological Society of America Bulletin, v. 122, p. 89-108, doi: 10.1130/B26386.1.

(58) Bandy, W.L., Michaud, F., Dyment, J., Mortera-Gutiérrez, C.A., Bourgois, J., Calmus, T., Sosson, M., Ortega-Ramirez, J., Royer, J.Y., Pontoise, B., Sichler, B., 2008, Multibeam bathymetry and sidescan imaging of the Rivera Transform-Moctezuma Spreading Segment junction, northern East Pacific Rise: New constraints on Rivera-Pacific relative plate motion. Tectonophysics, 454, p. 70-85, doi:10.1016/j.tecto.2008.04.013.

(57) Bourgois, J., Bigot-Cormier, F., Bourles, D., Braucher, R., Dauteuil, O., Witt, C., Michaud, F., 2007, Tectonic records of strain buildup and abrupt co-seismic stress release across the northwestern Peru coastal plain, and continental slope during the past 200 kyr. Journal of Geophysical Research, 112, B04104, doi:10.1029/2006JB 004491.

(56) Pallares, C., Maury, R., Bellon, H., Royer, J-Y., Calmus, T., Aguillon-Robles, A., Cotten, J., Benoit, M., Michaud, F., Bourgois, J., 2006, Slab tearing following ridge-trench collision: evidence from Miocene volcanism in Baja California, Mexico. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 161, 95-117.

(55) Michaud, F., Calmus, T., Royer, J-Y., Sosson, M., Bandy, W., Mortera Gutiérrez, C., Dyment, J. Bigot-Cormier, F., Chabert, A., and Bourgois, J., (2007), Right-lateral active faulting between southern Baja California and the Pacific plate: the Tosco-Abreojos fault, Geological Society of America Special Paper, v. 422, p. 287-300, doi:10.1130/2007.2422(09).

(54) Witt, C., Bourgois, J., Michaud, F., Ordoñez, M., Jimenez, N., Sosson, M., 2006, Development of the Golfo de Guayaquil (Ecuador) as an effect of the North Andean Block tectonic escape since the Lower Pleistocene. Tectonics, 25, TC3017, doi: 10.1029/2004TC001723.

(53) Bellon, H., Aguillon-Robles, A., Calmus, T., Maury, R.C., Bourgois, J., and Cotten, J., 2006, La Purisima volcanic field, Baja California Sur (Mexico): Miocene to Quaternary volcanism related to subduction and opening of an asthenospheric window, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 152, 253-272.

(52) Michaud, F., Royer, J.Y., Bourgois, J., Dyment, J., Calmus, T., Bandy, W., Sosson, M., Mortera-Gutiérrez, C., Sichler. B., Rebolledo-Viera, M., Pontoise, B., 2006, Oceanic-ridge subduction vs. slab break off: plate tectonic evolution along the Baja California Sur continental margin since 15 Ma. Geology, 34, 13-16, doi : 10.1130/G22050.1.

(51) Bandy, W.L., Michaud, F., Bourgois, J., Calmus, T., Dyment, J. Mortera-Gutierrez, C.A., Ortega-Ramirez, J., Pontoise, B., Royer, J.Y., Sichler, B. Sosson, M., Rebolledo-Vieyra, M., Bigot-Cormier, F. Diaz-Molina, O., Hurtado-Artunduaga, A.D., Pardo-Castro, G., Trouillard-Perrot, C., 2005, Subsidence and strike-slip tectonism of the upper continental slope off Manzanillo, Mexico, Tectonophysics, 398, 115-140, doi : 10.1016/j.tecto.2005.01.004.

(50) Gill, R.C.O., Aparicio, A., El Azzouzi, M., Hernandez, J., Thirlwall, M.F., Bourgois, J., Marriner, G.F., 2004, Depleted arc volcanism in the Alboran sea and shoshonitic volcanism in Morocco: geochemical and isotopic constraints on Neogene tectonic processes, Lithos, 78, 363-388.

(49) Michaud, F., Sosson, M., Royer, J.Y., Chabert, A. Bourgois, J., Calmus, T. Mortera, C., Bigot-Cormier, F., Bandy, W., Dyment, J., Pontoise, B., and Sichler, B., 2004, Motion partitioning between the Pacific plate, Baja California and the North America plate: The Tosco-Abreojos fault revisited, Geophysical Research Letters, 31, L08604, doi :10.1029/2004GL019665.

(48) Guivel, C., Lagabrielle, Y., Bourgois, J., Martin, H., Fourcade, S., Cotten, J., Maury, R., 2003, Very shallow melting of oceanic crust during spreading subduction: origin of near trench Quaternary volcanism at the Chile triple junction, Journal of Geophysical Research, 108, 2345-2463.

(47) Calmus, T., Aguillon-Robles, A., Maury, R., Bellon, H., Benoit, M., Cotten, J., Bourgois, J., Michaud, F.., 2003, Spatial and temporal evolution of basalts and magnesian andesites (« bajaites ») from Baja California, Mexico : the role of slab melts. Lithos, 66, 77-105.

(46) Benoit, M., Aguillon-Robles, A., Calmus, T., Maury, R.C., Bellon, H., Cotten, J., Bourgois, J., Michaud, F., 2002, Geochemical diversity of Late Miocene volcanism in southern Baja California, Mexico: implication of mantle and crustal sources during the opening of an asthenospheric window, The Journal of Geology, 110, 627-648.

(45) Bourgois, J., Michaud, F., 2002, Comparison between the Chile and Mexico triple junctions areas substantiates slab window development beneath northwestern Mexico during the past 12-10 Myr, Earth and Planetary Science Letters, 201,35-44.

(44) Aguillon-Robles, A., Calmus, T., Benoît, M., Bellon, H., Maury, C., Cotten, J., Bourgois, J., Michaud, F., 2001, Late Miocene adakites and Nb-enriched basalts from Vizcaino peninsula, Mexico : indicators of EPR subduction below Baja California Sur ?, Geology, 29, 531-534.

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(42) Bourgois, J., Guivel, C., Lagabrielle, Y., Calmus, T., Boulègue, J., Daux, V., 2000 Glacial-interglacial trench supply variation, spreading-ridge subduction, and feedback controls on the Andean margin development at the Chile triple junction area (45-48° S), Journal of Geophysical Research, 105, 8355-8386.

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CARTES PUBLIEES (2)

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AUTRES ARTICLES DANS REVUES A COMITE DE LECTURE (101) DONT: Comptes Rendus de l’Académie des Sciences (47) et Bulletin de la Société Géologique de France (20).

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ARTICLE AU "NOUVEL OBSERVATEUR", 1991, « VOYAGE AU CENTRE DE LA MER » N°1384, p. 108-113.

Bourgois, J., 1990, LA TERRE DE L'OBSERVATION A LA MODELISATION. Le Courrier du CNRS, Dossiers Scientifiques n°76, Coordinateur du dossier, 120 pages.

Rapports de campagnes marines (7) pour lesquelles j’ai été Chef de Mission (Seaperc, Seamat, Cyanalboran, Nautiperc 1, Nautiperc 2, Andinaut, CTJ) et chapitres des rapports des Legs 84 et 112.

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MEETINGS ET CONGRES DEPUIS 2005 (14)

(15) Witt, C., and Bourgois, J., 2009, Forearc basin formation in the tectonic wake of a collision-driven, coastwise migrating crustal block: an example from the North Andean block and the Gulf of Guayaquil-Tumbes basin (Ecuador-Peru border area), GSA meeting
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(13) Bourgois, J., Bigot-Cormier, F., Bourles, D., Braucher, R., Dauteuil, O., Witt, C., 2007, Eustacy feedback coupling to seismogenic behavior of the northern Peru subduction zone, Eos Trans AGU, 88(23), Jt.Assem. Suppl. Abstract U51B-07 INVITED.
(12) Calmus, T., Maury, R., Pallares, C., Aguillon-Robles, A., Benoit, M., Bellon, H., Royer, J., Cotten, J., Bourgois, J., 2007, from subduction to continental breakup : Neogene and Quaternary magmatic evolution of Baja California peninsula and adjacent Gulf of California, Mexico, Eos Trans AGU, 88(23), Jt.Assem. Suppl. Abstract V24A-04 INVITED.
(11) Bandy, W., Dyment, J., Mortera-Gutierrez. C., Bourgois, J., Calmus, T., Sosson, M., Ortega-Ramirez, J., Royer, J., Pontoise, B., Sichler, B., 2007, New constraints on Rivera-Pacific relative motion from multibeam bathymetric data along the MSS and Rivera transform, Eos Trans AGU, 88(23), Jt.Assem. Suppl. Abstract S31A-12 POSTER.
(10) Cruz-Melo, C. E., Mortera-Guterriez, C.A., Bandy, W., Ortega-ramirez, J., Bourgois, J., Royer, J., 2007, The presence of gas hydrate layers inferred from BSR at the west margin of the Baja Californian peninsula, Eos Trans AGU, 88(23), Jt.Assem. Suppl. Abstract NS51B-01 POSTER.

*GSA Meeting backbone of the americas, Patagonia to Alaska 2006

(9) Witt, C. Bourgois, J., Michaud, F., 2006, Quaternary tectonic history of the gulf of Guayaquil-tumbes basin as the signature of the North Andean block tectonic escape, GSA Meeting, Backbone of the America, Patagonia to Alaska, Mendoza, Argentina, abstract 5-30, p. 63.
(8) Pallares, C., Maury, R., Bellon, H., Royer, J. Aguillon-Robles, A., Calmus, T., Cotten, J., Benoit, M., Michaud, F., Bourgois, J., 2006, Slab tearing following ridge-trench collision : evidence from late Miocene magmatism in Baja California, Mexico, GSA Meeting, Backbone of the America, Patagonia to Alaska, Mendoza, Argentina, abstract 10-10, p. 94.
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(83) Suess, E., von Huene, R., Merrill, D.L., Emeis, K.C., Bourgois, J., del C. Cruzado, J., De Wever, P., Eglington, G., Garrison, R., Greenberg, M., Herrera, E., Hill, P. Ibaraki, M., Kastner, M., Kemp, A.E.S., Kvenvolden, K., Langridge, R., Lindsey-Griffin, N., Marsters, J., Martini, E., McCabe, R., Ocola, L., Resig, J., Wilfredo, A., Schrader, H., Thornburg, T.M., Wefer, G., and Yamano, M., 1988, Site 682. Proc.ODP, Init.Repts., 112, College Station, TX (Ocean Drilling Program), p. 363-435.
(82) Suess, E., von Huene, R., Merrill, D.L., Emeis, K.C., Bourgois, J., del C. Cruzado, J., De Wever, P., Eglington, G., Garrison, R., Greenberg, M., Herrera, E., Hill, P. Ibaraki, M., Kastner, M., Kemp, A.E.S., Kvenvolden, K., Langridge, R., Lindsey-Griffin, N., Marsters, J., Martini, E., McCabe, R., Ocola, L., Resig, J., Wilfredo, A., Schrader, H., Thornburg, T.M., Wefer, G., and Yamano, M., 1988, Site 681. Proc.ODP, Init.Repts., 112, College Station, TX (Ocean Drilling Program), p. 305-362.
(81) Suess, E., von Huene, R., Merrill, D.L., Emeis, K.C., Bourgois, J., del C. Cruzado, J., De Wever, P., Eglington, G., Garrison, R., Greenberg, M., Herrera, E., Hill, P. Ibaraki, M., Kastner, M., Kemp, A.E.S., Kvenvolden, K., Langridge, R., Lindsey-Griffin, N., Marsters, J., Martini, E., McCabe, R., Ocola, L., Resig, J., Wilfredo, A., Schrader, H., Thornburg, T.M., Wefer, G., and Yamano, M., 1988, Site 680. Proc.ODP, Init.Repts., 112, College Station, TX (Ocean Drilling Program), p. 249-303
(80) Suess, E., von Huene, R., Merrill, D.L., Emeis, K.C., Bourgois, J., del C. Cruzado, J., De Wever, P., Eglington, G., Garrison, R., Greenberg, M., Herrera, E., Hill, P. Ibaraki, M., Kastner, M., Kemp, A.E.S., Kvenvolden, K., Langridge, R., Lindsey-Griffin, N., Marsters, J., Martini, E., McCabe, R., Ocola, L., Resig, J., Wilfredo, A., Schrader, H., Thornburg, T.M., Wefer, G., and Yamano, M., 1988, Site 679. Proc.ODP, Init.Repts., 112, College Station, TX (Ocean Drilling Program), p. 159-248.
(79) Suess, E., von Huene, R., Merrill, D.L., Emeis, K.C., Bourgois, J., del C. Cruzado, J., De Wever, P., Eglington, G., Garrison, R., Greenberg, M., Herrera, E., Hill, P. Ibaraki, M., Kastner, M., Kemp, A.E.S., Kvenvolden, K., Langridge, R., Lindsey-Griffin, N., Marsters, J., Martini, E., McCabe, R., Ocola, L., Resig, J., Wilfredo, A., Schrader, H., Thornburg, T.M., Wefer, G. ,and Yamano, M., 1988, Underway geophysics. Proc.ODP, Init.Repts., 112 : College Station, TX (Ocean Drilling Program), p. 45-70.
(78) Suess, E., von Huene, R., Emeis, K.C., Bourgois, J., del C. Cruzado, J., De Wever, P., Eglington, G., Garrison, R., Greenberg, M., Herrera, E., Hill, P. Ibaraki, M., Kastner, M., Kemp, A.E.S., Kvenvolden, K., Langridge, R., Lindsey-Griffin, N., Marsters, J., Martini, E., McCabe, R., Ocola, L., Resig, J., Wilfredo, A., Schrader, H., Thornburg, T.M., Wefer, G., and Yamano, M., 1988, Explanatory Notes : Leg 112. Proc.ODP, Init.Repts., 112, College Station, TX (Ocean Drilling Program), p. 25-44.
(77) Suess, E., von Huene, R., Emeis, K.C., Bourgois, J., del C. Cruzado, J., De Wever, P., Eglington, G., Garrison, R., Greenberg, M., Herrera, E., Hill, P. Ibaraki, M., Kastner, M., Kemp, A.E.S., Kvenvolden, K., Langridge, R., Lindsey-Griffin, N., Marsters, J., Martini, E., McCabe, R., Ocola, L., Resig, J., Wilfredo, A., Schrader, H., Thornburg, T.M., Wefer, G., and Yamano, M., 1988, Introduction, objectives, and principal results, Leg 112, Peru Continental Margin. Proc.ODP, Init.Repts., 112, College Station, TX (Ocean Drilling Program), p.5-23.
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(62) Bourgois, J., Pautot, G., Bandy, W., Boinet, T., Chotin, P., Huchon, P., Mercier de Lepinay, B., Monge, F., Monlaü, J., Pelletier, B., Sosson, M., and von Huene, R., 1986, Subduction processes off Peru. International KAIKO Conference on Subduction zones , Tokyo, Novembre 1986, p. 68-69.
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(53) von Huene, R., Aubouin, J., Baltuck, M., Arnott, R., Bourgois, J., Filewicz, M., Helm, R., Kvenvolden, K., Leinert, B., McDonald, T., McDougall, K., Ogawa, Y., Taylor, E., and Winsborough, B., 1985, Site 570. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, v. LXXXIV, U.S.Govt.Printing Office, Washington D.C., p. 283-336.
(52) von Huene, R., Aubouin, J., Baltuck, M., Arnott, R., Bourgois, J., Filewicz, M., Helm, R., Kvenvolden, K., Leinert, B., McDonald, T., McDougall, K., Ogawa, Y., Taylor, E., and Winsborough, B., 1985, Site 569. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, v. LXXXIV, U.S.Govt.Printing Office, Washington D.C., p. 233-282.
(51) von Huene, R., Aubouin, J., Baltuck, M., Arnott, R., Bourgois, J., Filewicz, M., Helm, R., Kvenvolden, K., Leinert, B., McDonald, T., McDougall, K., Ogawa, Y., Taylor, E., and Winsborough, B., 1985, Site 568. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, v. LXXXIV, U.S.Govt.Printing Office, Washington D.C., p. 176-232.
(50) von Huene, R., Aubouin, J., Baltuck, M., Arnott, R., Bourgois, J., Filewicz, M., Helm, R., Kvenvolden, K., Leinert, B., McDonald, T., McDougall, K., Ogawa, Y., Taylor, E., and Winsborough, B., 1985, Site 567. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, v. LXXXIV, U.S.Govt.Printing Office, Washington D.C., p. 111-166.
(49) von Huene, R., Aubouin, J., Baltuck, M., Arnott, R., Bourgois, J., Filewicz, M., Helm, R., Kvenvolden, K., Leinert, B., McDonald, T., McDougall, K., Ogawa, Y., Taylor, E., and Winsborough, B., 1985, Site 566. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, v. LXXXIV, U.S.Govt.Printing Office, Washington D.C., p. 79-110.
(48) von Huene, R., Aubouin, J., Baltuck, M., Arnott, R., Bourgois, J., Filewicz, M., Helm, R., Kvenvolden, K., Leinert, B., McDonald, T., McDougall, K., Ogawa, Y., Taylor, E., and Winsborough, B., 1985, Site 565. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, v. LXXXIV, U.S.Govt.Printing Office, Washington D.C., p. 21-78.
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(34) Boinet, T., Bourgois, J., and Mendoza, H., 1981, Tectonica de Sobre corrimiento y sus implicaciones estructurales en el area Pamplona-Labateca (Cordillera oriental de Colombia). Boletin de Geologia. U.I.S. - Bucaramanga, Colombia, n°29, p. 81-97.
(33) Boinet, T., Bourgois, J., Mendoza, H., and Vargas, R., 1982, The Carribean-South-America plate boundary in the Northern Andes (Colombia and Venezuela).II E.U.G. Meeting Terra Cognita, v. 3, n°2-3, p. 253.
(32) Aubouin, J., Bourgois, J., and Azéma, J., 1984, Un nouveau type de marges actives : Les marges convergentes extensives d'après l'exemple de la fosse d'Amérique centrale au large du Guatemala. Géochronique, Supp. au n°10, résumé 27ème C.G.I., p. 20.
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(30) von Huene, R., Aubouin, J., Baltuck, M., Arnott, R., Bourgois, J., Filewicz, M., Helm, M., Kvenvolden, K., Lienert, B., McDonald, T., McDougall, K., Ogawa, Y., Taylor, E., et Winsborough, B., 1982, Preliminary results, DSDP Leg 84, Middle America Trench of Guatemala. A.A.P.G., 57th Annual Meeting, p. 18.
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(28) Bourgois, J., Azéma, J., Bellon, H., Tournon, J., Duqiue, H., et Toussaint, J.F., 1982, Les "ophiolites" de la façade pacifique entre 3° et 12°N (Colombie, Panama et Costa Rica). ATP Géodynamique, Sophia Antipolis.
(27) Vila, J.M., Bourgois, J., et Sigal, J., 1982, Nouveaux éléments de datation des formations volcanogènes de type Tireo dans la Cordillère centrale dominicaine (Hispaniola, Grandes Antilles). 9ème R.A.S.T., Paris, 1982, Soc.géol.Fr. éd., p. 624.
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(17) Bourgois, J., 1979, Les zones internes Kabylo-Betico-Rifaines dans l'histoire alpine (200-30 Ma). 8ème R.A.S.T., Marseille, p. 61.
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(13) Bourgois, J., 1977, Carte géologique de la région de Ronda (Andalousie, Espagne). 1/100.000ème couleur, Ann.Sc.Univ.Besançon Imp. Louis Jean à Gap.
(12) Bourgois, J., 1976, D'un processus géodynamique majeur au niveau de la courbure de Gibraltar : L'hispanisation des flyschs rifains au Miocène inférieur. 5ème R.A.S.T., Rennes, p. 102.
(11) Bourgois, J., Chauve, P., et Didon, J., 1974, La formation des argiles à blocs dans la Province de Cadix (Cordillères bétiques, Espagne). 2ème R.A.S.T., Pont-à-Mousson (Nancy), p. 79.
(10) Bourgois, J., Chauve, P., et Didon, J., 1973, Sur la présence et l'extension de la formation des argiles à blocs dans la Province de Cadix. Ann.Sc.Univ.Besançon, 3ème sér., fasc. 20, p. 89-100.
(9) Bourgois, J., Chauve, P., et Dubois, M., 1973, Etude lithostratigraphique du flysch d'Ubrique. Ann.Sc.Univ.Besançon, 3ème sér., fasc. 20, p. 103-109.
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(7) Bourgois, J., Chauve, P., et Peyre, Y., 1972, Les phénomènes tectono-sédimentaires dans l'Ouest des Cordillères bétiques depuis l'Aquitanien. Ann.Sc.Univ.Besançon, 3ème sér., fasc. 17, p. 97-112.
(6) Bourgois, J., Chauve, P., et Dubois, M., 1971, Observations nouvelles sur le massif de la Silla et ses abords (Province de Cadix, Espagne). Ann.Sc.Univ.Besançon, 3ème série, fasc. 13, p. 69-75.
(5) Bourgois, J., Chauve, P., et Peyre, Y., 1970, Définition de la zone de Boyar-Alazores. Ann.Soc.Géol.Nord, (XC), fasc. 4, p. 386-387.
(4) Bourgois, J., Chauve, P., Didon, J., et Peyre, Y., 1970, Le domaine des flyschs dans l'Ouest des Cordillères bétiques. Ann.Soc.Géol.Nord, (XC), fasc. 4, p. 384-386.
(3) Bourgois, J., Chauve, P., Didon, J., et Peyre, Y., 1970, Le Pénibétique, unité de Ronda-Torcal. Ann.Soc.Géol.Nord, (XC), fasc. 4, p. 380-382.
(2) Bourgois, J., Bourrouilh, R., Chauve, P., Didon, J., Durand-Delga, M., Fourcade, E., Foucault, A., Paquet, J., Peyre, Y., et Rangheard, Y., 1970, Données nouvelles sur la géologie des Cordillères bétiques. Ann.Soc.Géol.Nord, (XC), fasc. 4, p. 348-393.
(1) Bourgois, J., 1970, Etude géologique du Corridor de Boyar et de ses abords (Andalousie, Espagne). Thèse 3ème cycle, U.P.M.C., 205 p., 11 pl.hors-texte, 1 carte hors-texte.

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1 juillet 2008 2 01 /07 /juillet /2008 13:19

(9) EDITOR OF INTERNATIONAL JOURNAL OF GEOSCIENCES

From : Dr. Jacques Bourgois

to : potential contributors

Since September 2011, I am co-editor in Chief (together with a Chinese colleague, Prof. Shuanggen Jin, Shanghai Astronomical Observatory, CAS, China) of "INTERNATIONAL JOURNAL OF GEOSCIENCES" (see attachments below). The IJG is an international open access journal dedicated to reporting on the latest advances in geosciences and related disciplines. Due to the open access publishing model, papers published in IJG gain a better visibility. IJG gives the opportunity to introduce your work to the scientific communities of emerging countries such as China, India, Africa. The latest issue is available electronically at www.scirp.org/journal/ijg <http://www.scirp.org/journal/ijg> . If you think that you should reach an audience different from that you are usually in contact, feel free to submit your work to IJG (publication fee is USD $ 300 per paper, 10 pages limit).

Depuis Septembre 2011, je suis co-éditeur en Chef (avec un collègue Chinois Prof. Shuanggen Jin, Shanghai Astronomical Observatory, CAS, China) de “INTERNATIONAL JOURNAL OF GEOSCIENCES” (voir pièces jointes). Cette jeune revue d’accès libre donne l’opportunité de faire connaître vos travaux à des communautés scientifiques de pays émergents comme la Chine, l’Inde, l’Afrique. Vous pouvez consulter le dernier numéro de IJG à www.scirp.org/journal/ijg <http://www.scirp.org/journal/ijg>. Si vous pensez devoir toucher un public différent de celui avec lequel vous êtes en contact habituellement, n’hésitez pas à soumettre vos travaux à IJG (la charge pour publication est de 300 USD$ par papier avec une limite de 10 pages).

Desde Septiembre 2011, soy co-editor in Chief (con un colega Chino Prof. Shuanggen Jin, Shanghai Astronomical Observatory, CAS, China) de "INTERNATIONAL JOURNAL OF GEOSCIENCES" (ver anexos). Esta revista joven de acceso abierto da la oportunidad de presentar su trabajo a las comunidades científicas de países emergentes como China, India, África. Para que te hagas una idea, puede ver el último número de IJG en www.scirp.org / revista / ijg <http://www.scirp.org/journal/ijg>. Si usted piensa que debería llegar a un público distinto de aquél con el que suelen estar en contacto, por favor, envíe su trabajo a IJG (tasa de publicación es de USD $ 300 por papel, límite de 10 páginas).

About the Journal:

Due to the open access publishing model, papers published in IJG gain a better visibility:

Since 1/1/2011, IJG has published 218 papers in 15 issues since its initial issue. Currently the downloads of the IJG papers have exceed 145,000, which means over 694 downloads/paper.

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Geo-instrument developments, Glaciology, Hydrosphere, Lithosphere or Geosphere, Marine resources, Mineralogy, NASA Earth Science Enterprise, Oceanography, Pedosphere, Petrology, Seismology, Soil Science.

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ISSN Print: 2156-8359

ISSN Online: 2156-8367

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1 juin 2008 7 01 /06 /juin /2008 11:37

(10) CV Jacques Bourgois in English

Emeritus Geologist

Université Pierre et Marie Curie, Paris 6,

Institut des Sciences de la Terre Paris (iSTeP)

UMR 7193 UPMC-CNRS
4, place Jussieu
Tour 46-00, 3ème étage, Case 124

75252 Paris Cedex 5 - France
33 (0)1 44 27 59 98
jacques.bourgois@upmc.fr

Date of birth: August 08, 1944 (France)

http://www.jacques-bourgois.org

Charles Jacob award, Académie des Sciences

Co-Editor in Chief of the “International Journal of Geosciences” IJG

AIM OF ACADEMIC WORK

Basically, I am geologist and geophysicist. I have worked extensively in Latin America from Baja California (Mexico) to Patagonia (Chile) exploring processes related to Middle America and Andean subductions. I have worked both onland and at sea conducting field works from the foreland to the Pacific coastline and off shore campaigns, respectively. I was Chief Scientist of seven cruises off Mexico, Peru and Chile including three deep-sea diving cruises using the submersible NAUTILE. We explored and sampled seafloor at the Peru-Chile and the Middle America trenches down to 6000-m. It allowed us to better understand the tectonic regime and processes associated with the underthrust of the Pacific oceanic lithosphere beneath the Middle and South America continental basements.

L’essentiel de mes travaux ont été conduits en Amérique Latine, de la Basse Californie (Mexique) jusqu’en Patagonie (Chili, Argentine). L’objectif scientifique est l’étude des processus associés aux subductions de l’Amérique Centrale et des Andes (sous-charriage de la lithosphère océanique pacifique sous le socle continental de l’Amérique Centrale et de l’Amérique du Sud à l’origine des séismes et du volcanisme). J’ai travaillé à terre et en mer. Les travaux de terrain couvrent la totalité du zonage orogénique, de l’avant-pays jusqu’à la côte pacifique. J’ai été chef de mission de sept campagnes océanographiques (Mexique, Pérou, Chili) dont trois ont utilisé les moyens du submersible NAUTILE. Nous avons exploré et échantillonné les fosses du Pérou-Chili et d’Amérique Centrale jusqu’à 6000 m de profondeur. Cela a permis en particulier de mesurer la déformation et de comprendre les processus à l’origine de l’évolution du régime tectonique de l’avant-arc.

BRIEF DESCRIPTION OF ONGOING ACADEMIC RESEARCH

Since about ten years, part of my studies focused at the interface of tectonics, oceanography, and climatology. The main objective is to understand the feedback processes between climate and tectonic deformation at the time scale of the glacial-interglacial cycle. Abrupt changes in the climate system induce tectonic responses including at the millennium time scale. To document these changes, to date them precisely and to understand the mechanisms require to use technique of analytical chemistry including ¹⁰Be cosmogenic isotopes.

My main contributions are related to the following topics: (1) At the Chile triple junction area; the climate-induced variation of the sediment supply to the trench axis is the main factor controlling the continental margin tectonic regime. During the warm period of the interglacial episode at 117-130,000 years, rapid increase of the trench sediment accumulation caused the margin to switch from subduction-erosion or nonaccretion to subduction-accretion. (2) Along the northwestern Peru forearc area, we infer that eustacy exerts important feedback coupling to seismic behavior of the Northern Peru subduction zone. We speculate that during sea level fall, pore-fluid pressure diminishes along the subduction channel inducing a possible seaward migration of the locked zone reaching a maximum by the end of the eustatic low stand at 19-23,000 years. (3) At the Chile triple junction area (Bourgois et al., in progress), the major retreat of the northern Patagonia ice cap at 11-14,000 years controls the tectonic rebound of this segment of the Andes, and the funneling of the Andean runoff to the Pacific.

Selected references

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Bourgois, J., 2010, A comment on “Non-steady long-term uplift rates and Pleistocene marine terrace development along the Andean margin of Chile (31 °S) inferred from 10Be dating”, Earth and Planetary Science Letters, doi:10.1016/j.epsl.2010.05.018

Bourgois, J., Bigot-Cormier, F., Bourles, D., Braucher, R., Dauteuil, O., Witt, C., Michaud, F., 2007, Tectonic record of strain buildup and abrupt coseismic stress release across the northwestern Peru coastal plain, shelf, and continental slope during the past 200 kyr”, Journal of Geophysical Research, 116, B09402, doi:10.1029/2011JB008582.

Bourgois, J., Guivel, C., Lagabrielle, Y., Calmus, T., Boulègue, J., Daux, V., 2000, Glacial-interglacial trench supply variation, spreading-ridge subduction, and feedback controls on the Andean margin development at the Chile triple junction area (45-48° S), Journal of Geophysical Research, 105, 8355-8386.

WASTE ELIMINATION FROM NUCLEAR FUEL

Along the ~60,000 km of deep oceanic trenches the subduction process participates in oceanic lithosphere recycling. In other words the basalt and associated sediment cover of the seafloor are moving downward together with trench sediment. They underthrust the continental margin of the upper plate towards the asthenosphere. Therefore the subduction process appears as a well for sub-surface material to be removed at depth greater than ~100-150 km. This natural well is potentially appropriate for nuclear fuel waste to be permanently eliminated.

However, slab rock melting is occurring beneath the volcanic arc at distances ranging from 100 to 250 km from the subduction front. Along fast subductions –i.e. such as the SW Pacific- it takes about 800,000 years for the subducted material to erupt at volcanic edifices of the volcanic arc. At slower subduction, the transit time for the subducted material is longer than one Million years. Subductions such as the Peru and northern Chile exhibit no active volcanic arc. At those sites no subducted material is removed to the atmosphere. This situation is stable along the 1500 km long Peru subduction zone since ~20 Million years. For these reasons, I proposed (Bourgois, 1996) the Peru subduction zone (see also Bourgois et al., 1988; von Huene et al., 1988; Dia et al., 1993, Bourgois et al., 1993; Aquilina et al., 1997; Bourgois et al., 2007) to be extensively surveyed in the perspective of having an accurate field understanding of its potentials for nuclear waste elimination.

Selected References

Bourgois, J., Bigot-Cormier, F., Bourles, D., Braucher, R., Dauteuil, O., Witt, C., Michaud, F., 2007, Tectonic records of strain buildup and abrupt co-seismic stress release across the northwestern Peru coastal plain, and continental slope during the past 200 kyr. Journal of Geophysical Research, 112, B04104, doi:10.1029/2006JB004491.

Aquilina, L., Dia, A.N., Boulègue, J., Bourgois, J., and Fouillac, A.M., 1997, Massive barite deposits along the convergent margin of Peru: implications for fluid circulation within subduction zones. Geochimica.Cosmochimica.Acta, 61, 1233-1245.

Bourgois, J., 1996, Un processus naturel pour éliminer définitivement les déchets nucléaires, Réalités Industrielles, Annales des Mines, janvier 1996, p. 5-12.

Dia, A.N., Aquilina, L., Boulègue, J., Bourgois, J., E. Suess, and Torres, M., 1993, Origin of fluids and related-barite deposits at vent sites along the Peru convergent margin, Geology, 21, 1099-1102.

Bourgois, J., Lagabrielle, Y., De Wever, P., Suess, E., and NAUTIPERC team, 1993, Tectonic History of the northern Peru convergent margin during the past 400 Ka, Geology, 21, 531-534.

von Huene, R., Bourgois, J., Miller, J., and Pautot, G., 1989, A large Tsunamogenic landslide and debris along the Peru Trench, Journal of Geophysical Research, 94, 1703-1714.

Bourgois, J., Pautot, G., Bandy, W., Boinet, T., Chotin, P., Huchon, P., Mercier de Lepinay, B., Monge, F., Monlaü, J., Pelletier, B., Sosson, M., and von Huene, R., 1988, Seabeam and seismic reflexion imaging of the tectonic regime of the Andean continental margin off Peru (4°S to 10°S), Earth and Planetary Science Letters, 87, 111-126.

OIL AND GAS

From 1980 to 1995, I had the opportunity to be funded by Petroleum and Mining companies including Elf Ecuador, Elf Colombia, Ecuatomin, and the BRGM. During my subsequent five-years stay (2001-2006) in Ecuador as Professor at the Escuela Politecnica Nacional (EPN-Quito), a close collaboration with Petroecuador and Perupetro allowed us to constrain the evolution of the Gulf of Guayaquil-Tumbes basin for the past 1.8-1.6 Million years. At less few ten of kilometers south of the Ecuador Peru border, major gas and oil reservoirs exist along the northern Peru forearc. Instead geologic and geophysical evidences suggest that these gas and oil reservoirs should extend along the Ecuadorian side, they are not identified yet. Our published works suggest that a new strategy should be designed in order to find what is the exact location of sites to be surveyed for successful discovery of major reservoirs along the Ecuadorian forearc.

Selected References

Bourgois, J. 2013, A review on tectonic record of strain buildup and stress release across the Andean forearc along the Gulf of Guayaquil-Tumbes basin (GGTB) near Ecuador-Peru border. International Journal of Geosciences, accepted.

Witt, C., Bourgois, J. 2010, Forearc basin formation in the tectonic wake of a collision-driven, coastwise migrating crustal block : the example of the North Andean block and the extensional Gulf of Guayaquil-Tumbes basin (Ecuador-Peru Border area). Geological Society of America Bulletin, 122, p. 89-108, doi: 10.1130/B26386.1.

Bourgois, J., Bigot-Cormier, F., Bourles, D., Braucher, R., Dauteuil, O., Witt, C., Michaud, F., 2007, Tectonic records of strain buildup and abrupt co-seismic stress release across the northwestern Peru coastal plain, and continental slope during the past 200 kyr. Journal of Geophysical Research, 112, B04104, doi:10.1029/2006JB 004491.

Witt, C., Bourgois, J., Michaud, F., Ordoñez, M., Jimenez, N., Sosson, M., 2006, Development of the Gulf of Guayaquil (Ecuador) during the Quaternary as an effect of the North Andean Block tectonic escape. Tectonics, 25, TC3017, doi: 10.1029/2004TC001723.

More details at: http://www.jacques-bourgois.org

165 publications in Refereed Journals Including: Journal of Geophysical Research, Geology, Tectonics, Geophysical Research Letters, Journal of Geology, Geological Society of America Bulletin, Nature, Earth and Planetary Science Letters, Geochimica Cosmochimica Acta, Tectonophysics, Journal of Volcanology, Lithos, Marine Geology, Marine Geophysical Research, Marine Micropaleontology, Geo-Marine Letters, Pure and Applied Geophysics, Bulletin de la Société Géologique de France, Comptes rendus de l’Académie des Sciences, and 34 other journals. 2 geological maps: 1/100 000 and 1/50 000, southern Spain and Ecuador, respectively. 150 presentations at scientific meetings, including invited papers. Convener of two special sessions at AGU Fall meetings.

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(1) Crise énergétique et tectonique des plaques

(2) Meeting the explosion in electricity demand

(3) Feedback coupling between tectonics and climate

(4) CV de Jacques Bourgois

(5) Le processus de subduction

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(7) Liste des publications de Jacques Bourgois

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