ICARES

Porteur du projet : Alison Pereira

Autres membres impliqués à GEOPS : Giuseppe Siani, Frédéric Haurine

Source de financement : Appel à Projet INSU, LEFE-IMAGO (durée 2022-2024)

Institutions et membres impliqués dans le projet :

GEOPS (France) : Alison Pereira, Giuseppe Siani, Frédéric Haurine
LSCE (France) : Sébastien Nomade, Christine Hatté
EDYTEM (France) : Anne-Lise Develle, Erwan Messager
IGAG-CNR (Italie) : Biagio Giaccio
INGV (Italie) : Roberto Isaia
Univ. Pise (Italie) : Roberto Sulpizio
Univ. Swansea (Royaume-Uni) : Paul Albert
Univ. Cologne (Allemagne) : Bernd Wagner

Le projet ICARE est un projet d’intercalibration entre les méthodes de datation radio-isotopiques radiocarbone (¹⁴C) et ⁴⁰Ar/³⁹Ar. Il vise à améliorer la justesse et précision de la courbe de calibration IntCal20 récemment publiée, entre 12 000 ans et 40 000 ans, notamment au-delà de la calibration par dendrochronologie grâce à l’obtention de couples radio-isotopiques servant de points chronologiques indépendants et précis. Idéalement, la courbe de calibration du ¹⁴C doit être fondée sur des enregistrements de ¹⁴C atmosphérique, datés indépendamment et de manière absolue. Intcal20, ainsi que les précédentes calibrations s’appuient notamment sur le comptage de cernes d’arbres (dendrochronologie) qui sont de très bons enregistrements continus du ¹⁴C atmosphérique pour les derniers 13 900 ans cal BP. Pour des périodes plus anciennes, les courbes de calibration intègrent des chronologies « flottantes » obtenues à partir de la datation simultanée de sédiments lacustres et marins, de spéléothèmes ou encore de coraux (¹⁴C combiné au comptage de varves, aux datations U/Th ou encore à des corrélations biostratigraphiques). Cependant les problématiques méthodologiques inhérentes à chacune de ces chronologies entrainent l’augmentation des incertitudes sur la courbe de calibration au-delà de 14 000 ans, atteignant notamment 1000 ans et plus entre 35 et 50 ka.

S’intégrant dans ce contexte, l’objectif du projet ICARE est de multiplier les points de contrôle chronologique de la courbe de calibration IntCal20 grâce à l’utilisation simultanée des méthodes ⁴⁰Ar/³⁹Ar (datation d’éruptions volcaniques) et ¹⁴C. La méthode ⁴⁰Ar/³⁹Ar est une méthode principalement utilisée pour la datation de dépôts volcaniques potassiques anciens, cependant les récentes avancés méthodologiques permettent aujourd’hui de dater avec une grande précision et justesse des minéraux de types « sanidines » ou « leucites » avec des incertitudes de l’ordre de 1% même pour des roches/éruptions entre 15 et 50 ka (Giaccio et al., 2017 ; Albert et al., 2019). Le bassin méditerranéen, au cœur de notre projet, est une zone privilégiée pour utiliser de manière simultanée les chronomètres ⁴⁰Ar/³⁹Ar et ¹⁴C. En effet, la partie sud du la péninsule italienne a été sujette à forte activité volcanique explosive ultra potassique au cours des derniers 50 ka. Certaines sources volcaniques, notamment le Vésuve, les Champs Phlégréens, l’Etna ou encore Ischia, ont engendré le dépôt de nombreux niveaux de cendres (téphras) dans les zones voisines aussi bien en domaine continental que marin (Siani et al., 2004 ; De Vito et al., 2008, Albert et al., 2019). Les éruptions concernées par ce projet sont adaptées à la datation ⁴⁰Ar/³⁹Ar car les dépôts associés renferment des minéraux qui sont très riches en potassium et souvent de taille pluri-millimétriques.

Dans le projet ICARE plus de dix éruptions volcaniques majeures originaires des provinces volcaniques d’Italie du sud seront datées de manière directe via ⁴⁰Ar/³⁹Ar sur monocristal et de manière indirecte via la datation radiocarbone (graines, charbons ou brindilles par AMS Artémis (Accélérateur pour la Recherche en sciences de la Terre, Environnement, Muséologie) ou AMS ¹⁴C MICADAS. En plus de contribuer à l’amélioration d’IntCal20, ce projet a pour ambition d’apporter également de nouvelles estimations d’âge ¹⁴C du réservoir marin pour le bassin méditerranéen grâce à la corrélation directe d’âges ¹⁴C obtenus dans les enregistrements terrestres et marins dans lesquels les éruptions sont identifiées (par analyses géochimiques) et/ou datées.

Ce projet se concentre sur l’étude de trois types d’enregistrements distincts localisés sur la figure : 1) Des séquences proximales des sources volcaniques (Vésuve, Champs Phlégréens) ; 2) L’enregistrement sédimentaire lacustre du Lago Grande di Monticchio, séquence continue du sud de l’Italie couvrant les derniers 133 ka (Wulf et al., 2004). 3) Deux carottes marines localisées en mer Adriatique, MD-90-917 (41°17 N, 17°37’ E 1010 m) et MD-90-916 (41°30 N, 17°58 E, 1150 m) contenant des téphras (niveau de cendres volcaniques) qui géochimiquement ont été reconnus comme correspondant aux éruptions sélectionnées proches des sources et à Monticchio pour les derniers 20 ka (Siani et al., 2004).

a) Carte topographique d’Italie du sud localisant les complexes volcaniques des Champs Phlégréens et du Vésuve, ainsi que le site de Monticchio et les carottes marines qui seront étudiées (MD 90 916 et MD 90 917).

b) Eruptions principales qui seront échantillonnées dans le cadre de ce projet en domaine volcanique proximal. CI : Ignimbrite campanienne ; Y3 :Monte Masseria ; NYT: Neapolitan Yellow Tuff; PR:séquence de Ponti Rossi; PP: Pomici Principal; LAM: Lagno Amendolare ; PB : Pomici di Base.