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Thèse Année : 2020

Upper Crustal and Lithosphere-Asthenosphere Boundary Seismic Structure of 0-75 Ma old Normal Oceanic Lithosphere in the Equatorial Atlantic Ocean

Structure sismique de la croûte supérieure et de la limite Lithosphère-Asthénosphère d'une lithosphère océanique normale de 0 à 75 Ma dans l'Océan Atlantique Équatorial

Pranav Audhkhasi
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Résumé

Previous studies on upper oceanic crust have been limited to young lithosphere and wide-angle seismic data, which lacks resolution in the upper crust. The oceanic lithosphere-asthenosphere boundary (LAB) has been studied extensively by seismological studies, but also suffers from low vertical resolution. The TransAtlantic ILAB experiment collected multi-channel seismic reflection data over oceanic lithosphere aged 0-75 Ma formed at the slow-spreading Mid-Atlantic Ridge in the Equatorial Atlantic Ocean. Analysis of upper crust by means of seismic imaging and high-resolution tomography indicates the top of the crust (Layer 2A) is never sealed from 0-75 Ma and hydrothermal systems continue in older oceanic crust. Most of the evolution happens within the first 4 Myr, beyond which intensity of hydrothermal circulation reduces and sediment cover increases. Layer 2A/2B boundary is a lava/dyke contact at the ridge-axis and a hydrothermal alteration front away from the ridge-axis. Co-located heatflow data from the LITHOS experiment supports the possibility of large hydrothermal cells in older oceanic crust. The LAB is imaged throughout on lithosphere aged 2-75 Ma. From 2-47 Ma, there is evidence of a LAB channel decoupling the lithospheric mantle from the asthenospheric mantle with the lithosphere being 25 km thick at 2 Myr and 72 km thick at 47 Myr. However from 49-75 Myr, a single LAB reflection is imaged implying possible disruption of the base of the channel due to adjacent Cameroon Volcanic Line. Strong evidence of mantle thermal anomaly comes from the LAB being shallower and an uplifted lithosphere.
Les études antérieures sur la croûte océanique supérieure se sont limitées à la jeune lithosphère et aux données sismiques à grand angle, qui manquent de résolution dans la croûte supérieure. La limite océanique lithosphère-asthénosphère (LAB) a été largement étudiée par des études sismologiques, mais souffre également d'une faible résolution verticale. L'expérience TransAtlantic ILAB a collecté des données de réflexion sismique multicanaux sur la lithosphère océanique âgée de 0 à 75 Ma formée sur la dorsale médio-atlantique à propagation lente dans l'océan Atlantique équatorial. L'analyse de la croûte supérieure au moyen de l'imagerie sismique et de latomographie à haute résolution indique que le sommet de la croûte (couche 2A) n'est jamais scellé de 0 à 75 Ma et les systèmes hydrothermaux continuent dans la croûte océanique plus ancienne. La majeure partie de l'évolution se produit dans les 4 premiers Myr, au-delà de laquelle l'intensité de la circulation hydrothermale diminue et la couverture sédimentaire augmente. La limite de la couche 2A / 2B est un contact de lave / digue à l'axe de la crête et un front d'altération hydrothermale éloigné de l'axe de la crête. Les données de flux de chaleur colocalisées de l'expérience LITHOS soutiennent la possibilité de grandes cellules hydrothermales dans une croûte océanique plus ancienne. Le LAB est entièrement imagé sur une lithosphère âgée de 2 à 75 Ma. De 2à 47 Ma, il existe des preuves d'un canal LAB découplant le manteau lithosphérique du manteau asthénosphérique avec une lithosphère de 25 km d'épaisseur à 2 Myr et de 72 km à 47 Myr. Cependant, à partir de 49-75 Myr, une seule réflexion LAB est imagée, ce qui implique une perturbation possible de la base du canal en raison de la ligne volcanique du Cameroun adjacente. Des preuves solides d'anomalie thermique du manteau proviennent du fait que le LAB est moins profond et d'une lithosphère élevée.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03203007 , version 1 (20-04-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03203007 , version 1

Citer

Pranav Audhkhasi. Upper Crustal and Lithosphere-Asthenosphere Boundary Seismic Structure of 0-75 Ma old Normal Oceanic Lithosphere in the Equatorial Atlantic Ocean. Earth Sciences. Université Paris Cité, 2020. English. ⟨NNT : 2020UNIP7056⟩. ⟨tel-03203007⟩

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