Description du projet
Un nouveau modèle pour l’écoulement des fluides à l’intérieur de la Terre
La transformation des roches crustales pendant l’enfouissement et le réchauffement génère des fluides qui jouent un rôle déterminant dans l’apparition de tremblements de terre, le magmatisme, le processus de croissance crustale et les cycles géochimiques à l’échelle globale. Malgré de récents efforts, reconnaître et quantifier les écoulements de fluides au sein des roches naturelles et modéliser les voies empruntées par les fluides reste un véritable défi. Le projet PROMOTING, financé par l’UE, compte étudier ces fluides à l’aide d’une nouvelle simulation informatique. Les modèles seront alimentés et enrichis avec des données obtenues via des techniques d’imagerie à haute résolution pour l’analyse des roches. Ce projet produira également le premier modèle informatique de métamorphisme, en intégrant la mobilité des éléments de l’échelle des roches à celle des sections crustales. Les modèles existants se basent sur l’analyse thermodynamique de types de roches uniques. En outre, ils ne tiennent compte ni des modifications chimiques causées par l’expulsion des fluides et ni des interactions avec les autres roches.
Objectif
Prograde metamorphism produces large amounts of fluids that have an important role for earthquake generation, arc magmatism, the growth of continental crust and for global geochemical cycles. Despite recent efforts, it remains challenging to recognize and quantify fluid fluxes in natural rocks and to model fluid pathways. The existing petrological modeling techniques are all based on the thermodynamic analysis of single rock types and neglect the chemical changes caused by fluid expulsion and the possible interactions with other rocks. The next frontier in metamorphic petrology is therefore to move our modeling capabilities from an isolated single rock system to an open and multi rock system, in which fluids can flow in, react and flow out. This concept introduces several challenges from the quantification of fluid-rock interactions in natural samples to the integration of aqueous thermodynamics and fluid dynamics in the petrological models. Based on the developments of high-resolution techniques such as quantitative compositional mapping, I have demonstrated that the petrological models can be inverted to quantify prograde metamorphism based on preserved mineral relics that partially re-equilibrated in the presence of fluids. The primary objective of PROMOTING is to develop a brand-new framework for petrological modeling of fluid-rock interactions in different, coupled rock types during prograde metamorphism. The models will be calibrated on two key tectonic settings that shaped Earth: subduction of oceanic crust and differentiation of the continental crust. A cutting-edge petrochronological strategy is required to identify at which conditions and when fluid-rock interactions occurred in natural rocks. The outcomes of this project will not only form the basis for a new generation of models integrating element mobility from rock scale to crustal sections, but they will also bring new constraints to test the validity of the most advanced subduction models.
Champ scientifique
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
3012 Bern
Suisse