Téphro-chronostratigraphie marine, Cryptotephra, Géochimie du verre, LA-ICP-MS, Montagne Pelée, Sédimentation volcanique marine, Super-éruption du Youngest Toba Tuff

La compréhension de l'histoire volcanique passée en termes de fréquence, de chronologie, d'évolution magmatique et de dynamique éruptive est un point fondamental et crucial pour l'évaluation des dangers et des risques volcaniques sur la société et le climat. Les séquences terrestres sont souvent incomplètes en raison des lacunes sédimentaires dues à l'érosion et/ou à l'enfouissement des dépôts à la suite d'éruptions successives et d'événements destructeurs récurrents (c'est-à-dire les effondrements de flancs de volcans). Cependant les dépôts marins peuvent être des archives très utiles pour contraindre plus précisément la chronologie et les caractéristiques des éruptions manquées car ils préservent mieux les produits volcaniques dans le temps. Dans cette thèse, nous avons présenté deux études téphrostratigraphiques marines dans le but de reconstruire l'histoire volcanique et magmatique de l'activité de la Montagne Pelée au cours des 130 derniers ka (Martinique, arc des Petites Antilles) et d'étudier dans le temps la super-éruption du Youngest Toba Tuff qui s'est produite il y a environ 74 ka dans l'île de Sumatra (Indonésie). À cet égard, nous avons étudié les fragments de verre vierge de produits volcaniques préservés dans deux enregistrements sédimentaires marins distincts (U1397A et BAR94-25). En utilisant une approche d'investigation multidisciplinaire combinant des observations téphro-chronostratigraphiques (δ18O) et des analyses géochimiques et texturales in-situ des verres volcaniques, nous avons pu identifier plus précisément les phases de construction de la Montagne Pelée pendant sa période active et reconstruire la chronique de la plus jeune éruption du Toba Tuff à très haute résolution temporelle et sur une plus longue période. En particulier, nous revisitons la chronologie de la Montagne Pelée en étendant la durée de l'activité de la Paléo Pelée de ~50 ka à > 130 ka (probablement jusqu'à 190 ka) et l'étape intermédiaire (étape de la Grande Rivière) de 20 à ~50 ka. Pour la première fois, nous identifions de nombreux produits de l'activité de la Paléo-Pelée (50-130 ka) qui montrent des compositions de magma felsique plus évoluées que les stades plus jeunes. De plus, nous enregistrons plusieurs coulées pyroclastiques provenant du sud de la Dominique, dont l'activité se concentre sur quatre périodes principales couvrant la séquence de Roseau Tuff (37-41 ka), l'ignimbrite de Layou (~65 ka) et l'effondrement du flanc du complexe volcanique Plat Pays. Nous suggérons que cet événement destructeur a pu se produire à plusieurs reprises entre 87-98 ka. En ce qui concerne l'éruption du Youngest Toba Tuff, nous proposons un nouveau scénario éruptif, suggérant qu'il ne s'agit pas d'une éruption cataclysmique unique de courte durée à ~ 74-75 ka, mais plutôt d'une série durable de plusieurs épisodes volcaniques. Sur la base d'analyses texturales et de rapports spécifiques d'éléments traces (par exemple U-Th, Hf-Ta, Ba-Y), nous montrons que cette activité volcanique est en fait composée de multiples éruptions pliniennes divisées en trois périodes d'activité principales : l'activité pré-YTT (VAP1, 101 à ~79 ka), l'activité paroxystique YTT durable (VAP2, ~75-65 ka) et l'activité résurgente Post-YTT (VAP3, ~63 à au moins 49 ka). En conséquence, nous fournissons de nouvelles hypothèses de travail pour mieux reconstruire les séquences éruptives du YTT, en termes de chronologie, de durée et de magnitude, ainsi que pour évaluer son impact potentiel sur le climat et l'environnement à l'échelle mondiale.