Le volcanisme d'Ardèche

IX - Jaujac (suite)
ANNEXE : QUEL ÂGE POUR LE VOLCAN DE JAUJAC  ?

DONNÉES DU PALÉOMAGNÉTISME.

 L’étude de la variation séculaire du champ magnétique terrestre, faite au travers des laves qui ont fossilisé la direction à l’époque de leur refroidissement, permet l’accès à des indications déterminantes concernant l’historique des venues éruptives d’une région donnée. Encore, faut-il procéder avec soin au «nettoyage» des directions mesurées (désaimantation par champ alternatif, sur des échantillons nombreux et largement répartis dans les coulées), afin d’être certain d’avoir une direction moyenne bien représentative du champ magnétique fossile. Ainsi on peut obtenir la direction recherchée avec assez de précision pour qu’il soit possible de retrouver, sur l’ensemble des coulées de la région étudiée, la variation paléoséculaire du champ magnétique terrestre.
Deux techniques de prélèvement ont été utilisées dans l’Ardèche à l’occasion de la plus ancienne des deux études effectuées : technique du chapeau de plâtre et prélèvement par forage. Les mesures ont alors porté sur l’ensemble des volcans situés entre le maar du Ray-Pic au Nord et la Coupe de Jaujac au Sud. Ce travail a permis, pour la première fois, de conclure à l’existence de deux épisodes éruptifs très brefs pour ce groupe de volcans. Les précisions données par les mesures sur 14C permettaient alors de situer ces deux épisodes à plus de 35.000 ans et à 12.000 ans (Berger & al. , 1975, Berger, 1998 : Figure 3).
Une seconde étude (Rochette, Bertrand, Braun & Berger, 1993) a permis d’inclure dans la réflexion les volcans récents situés au nord du Ray-Pic.
Combinées aux éléments disponibles, relatifs aux âges absolus et à l’âge présumé des pollens les plus anciens du maar de Chaudeyroles, les nouvelles données acquises ont conduit à proposer l’existence de trois épisodes éruptifs situés à respectivement : 130.000, 80.000 et 47.000 ans (Figure 4). Dans cette conclusion, les âges 14C n’ont donc pas été pris en compte et seules les données de la thermoluminescence ont été retenues.
 

DATATIONS PAR THERMOLUMINESCENCE.

 En 1978 on connaissait mal l’histoire volcanique récente du Massif Central, il apparaissait probable que la Chaîne des Puys -que l’on savait alors avoir été active récemment- avait fonctionné plus que quelques milliers d’années. Au-delà des datations alors disponibles, on avait de bonnes raisons de penser que les processus de différentiation magmatique conduisant des basaltes aux roches les plus différenciées avaient pris plus de temps que ce que permettaient d’appréhender les données disponibles. Il convenait donc de disposer d’un outil de datation fiable, permettant de couvrir un laps de temps allant des quelques milliers d’années couverts par le 14C aux quelques centaines de milliers d’années auxquelles permettait alors d’accéder la méthode K-Ar. A cette époque une extension de la méthode K-Ar vers des âges plus jeunes apparaissait certes possible, mais on craignait que la précision soit insuffisante pour les âges récents. La datation par potassium-argon des coulées de Laschamp et d’Olby (Gillot & Cassignol, 1977) et l’exploitation de la thermoluminescence des enclaves granitiques et des galets cuits par ces mêmes coulées (Valladas & Gillot, 1978 ; Valladas G. & Valladas H., 1978) allaient ouvrir la voie à la datation directe des laves par thermoluminescence. Ceci fut rendu possible du fait de l’introduction de techniques de préchauffe, lesquelles permettent d’éliminer les émissions de thermoluminescence de basse température. En effet jusqu’alors, en deçà de 700 °K, les âges obtenus étaient de cinq à dix fois trop faibles (Wintle, 1973). Pour les températures supérieures à 700 °K, il faudra attendre l’utilisation de filtres ultraviolet (G. & H. Valladas, 1978) pour que la thermoluminescence soit applicable avec deux difficultés majeures : la faible intensité du signal TL et l’insuffisante purification des feldspaths traités. Les travaux de G. Guérin (1982-1983) ont permis de lever ces difficultés par amélioration du mode de préparation des échantillons permettant un meilleur contrôle des paramètres dosimétriques et l’utilisation de fractions purifiées de feldspaths. Dans ses travaux, effectués et publiés entre 1980 et 1983, Guérin devait mettre au point les techniques et présenter les résultats qui devaient faire de la thermoluminescence une méthode applicable aux roches volcaniques récentes. La Chaîne des Puys, le Mont-Dore, le Cézallier et le Vivarais furent les points d’application approchés par l’auteur. Après ce rappel historique s’inscrivant dans la problématique de la fin des années 70 et du début des années 80, on rappellera que la méthode de datation des roches par thermoluminescence permet de balayer un domaine temporel plus large que le 14C, allant de 300.000 à 3.000 ans. Cette technique est basée sur le fait que, dans les roches, certains minéraux émettent de la lumière sous l’effet d’une excitation thermique et que l’intensité de la lumière émise est reliée à la dose radiative accumulée (accumulée fait référence au contenu, mais aussi à la notion de durée qui a permis d’arriver au contenu) dans le minéral. Elle s’y accumule au cours de son refroidissement, dès que sa température s’est abaissée en deçà de 623 °K. La thermoluminescence détermine donc l’âge du début du refroidissement de la lave (ou des minéraux enclavés réchauffés par la lave) au nombre d’années près (voir nettement moins) nécessaires au franchissement de l’isotherme 623 K par le minéral thermoluminescent choisi pour effectuer la datation. En thermoluminescence les mesures sont toujours très fiables, l’erreur étant égale à 3 à 5% de l’âge mesuré. C’est la nature du phénomène physique ou chimique qui est quelquefois analysée de façon moins fiable. Ceci est surtout vrai dans certains cas épineux où il n’est pas évident de comprendre ce qui s’est passé sans prendre en compte la totalité d’un contexte et, où se situent les limites du contexte à prendre en compte ? Tout ceci n’a rien de simple. Les conditions d’échantillonnage sont faciles du fait de l’orographie locale ; les échantillons utilisés en thermoluminescence proviennent : du Suc de Bauzon, de la Coupe de Jaujac, du Ray-Pic, du Pic de l’Étoile, enfin de La Gravenne de Montpezat (tableau).
Les sites retenus répondent, selon Guérin(1983) : roche de grande fraîcheur, lave pauvre en enclaves du socle, lave pauvre en enclaves de péridotites, structure pas trop vitreuse.
Selon l’auteur, en dépit de ces précautions, les échantillons VV 8.101, VV 8.004, VV 8.103 et VV 8.103 se sont révélés trop aphyriques pour qu’il soit possible d’en extraire les microphénocristaux de plagioclases qui auraient permis de les dater. En effet, les verres basaltiques ne sont pas thermoluminescents. Les datations de VV8.003 et VV 8.006 a été rendue difficile à cause des xénolithes du socle. En effet, l’orthose émet une thermoluminescence importante -considérable comparée à celle des plagioclases- qui perturbe notablement la thermoluminescence du plagioclase cristallisé à partir du magma basaltique. L’auteur, pensant être parvenu à éliminer les xénocristaux de feldspaths retient les échantillons VV 8.006 et VV 8.003 pour la phase ancienne et VV 8.001 pour la phase la plus récente (on rappellera qu’au moment de la réalisation de ces mesures seules deux phases d’activité [plus de 35.000 ans et 12.000 ans] avaient été mises en évidence par étude au 14C, les volcans situés au nord du Ray-Pic n’ayant alors pas été examinés au cours de cette campagne). Concernant la phase la plus récente, l’échantillon est une enclave de socle chauffée, prélevée dans les scories de La Coupe de Jaujac. La chronologie, proposée par Guérin (1983 : Tableau I), s’appuie donc sur le résultat des mesures après une réflexion intégrant les résultats antérieurs (Berger, 1973 ; Berger & al., 1978). En effet, la prise en compte combinée des données de terrain, de celles du 14C et de celles relevant des mesures du paléomagnétisme avait conduit à conclure à l’existence de deux phases brèves d’activité éruptive, séparées par une longue phase de repos (cette conclusion devait être confirmée ultérieurement : Rochette & al. , 1993).
En conclusion, en Ardèche volcanique méridionale, le travail de Guérin conduirait à «vieillir» les âges antérieurement obtenus ; l’épisode le plus récent se situant alors à 47.000 B.P. (au lieu de 12.000 ans) et le précédent à 80.000 ans B.P. (au lieu de «plus de 35.000 ans»). Le «vieillissement» est en fait virtuel en ce sens que 35.000 représente la limite supérieure des datations réalisables en 14C. On notera cependant que la présence de xénocristaux du socle pourrait « polluer » les âges déterminés (voir photo ci-dessous).

   LA DATATION ABSOLUE :  UN EXERCICE DÉLICAT.

  Qu’il s’agisse de datation par la méthode potassium-argon ou par thermoluminescence, la détermination de l’âge des laves, émises par les Jeunes Volcans d’Ardèche, est pour le moins épineuse. Tant le caractère partiellement vitreux des basaltes que l’abondance des xénocristaux(*) de socle qu’ils contiennent rendent en effet délicate l’interprétation des résultats obtenus. Ici, dans ce bloc de basalte du volcan du Cherchemuse, l’abondance des feldspaths du socle a conduit à un âge K-Ar de 320.000 ans alors que l’âge probable n’est peut-être pas supérieur à 80.000 ans.
 (*) Xénocristal, (Xénolithe si roche) : cristal étranger à la roche qui le contient (ici xénocristaux et xénolithes de gneiss et de granite dans du basalte).
 

Echantillon	Localité	Age : Années B.P.
VV 8001	Jaujac	sup 35.400
VV 8003	Ray-Pic	77.000 +/- 9.900
VV 8006	Pic de L’Etoile	83.000 +/- 9.200
VV 8104	Gravenne de Montpezat	47.000 +/- 5.300

VOLCANISME QUATERNAIRE RÉCENT DE L’ARDÈCHE :
TABLEAU I - ÂGES DÉTERMINÉS PAR THERMOLUMINESCENCE. (GUÉRIN, 1980-1983)
 

LES DONNÉES DU 14C.

 La méthode de datation par 14C a longtemps été la seule disponible pour les formations très récentes. Son principe repose sur l’analyse isotopique des résidus carbonés fossiles, fragments de bois ou paléosols, situés sous les produits volcaniques ou mélangés à eux. On sait que le 14C accumulé au cours de la vie de toute substance organique décroît exponentiellement à l’arrêt du métabolisme Il est donc possible de calculer l'age d'un élément  par cette méthode qui présente l'inconvénient de pouvoir dater des événements âgés de plus de 50.000 ans.
LA DATATION SUR FRAGMENTS DE BOIS est en principe très fiable du fait de la stabilité chimique du bois (cette proposition serait toutefois à nuancer pour de petits fragments prélevés en milieu humide, susceptibles de pourrissement (moisissure ou action bactérienne). Deux fragments (d’un même échantillon) expédiés aux USA pour une datation au radiocarbone par spectrométrie de masse, l’un étuvé, l’autre non étuvé, ont donné deux résultats différents de 3 à 4.000 ans (C. Causse, communication personnelle). D’une façon générale, les datations obtenues donnent un âge compris entre celui de la naissance et celui de la mort de l’arbre (plusieurs centaines d’années possibles pour un chêne). Cet âge est considéré comme la limite supérieure de l’âge des produits volcaniques.

LA DATATION SUR PALÉOSOLS POSE DE NOMBREUX PROBLÈMES CAR :

 - les processus biologiques de la fixation du carbone sont plus complexes que pour un végétal supérieur,
- la durée de vie D d’un sol est grande. A ce sujet il est fondamental de distinguer les sols bruns, développés à basse altitude (  600 mètres) caractérisés par la valeur de D d’environ 500 ans et les endosols, formés en haute altitude (? 600 mètres), pour lesquels D vaut entre 2.000 et 4.000 ans. Par conséquent, la déduction de l’âge de mise en place du matériel volcanique nécessite un rajeunissement d’au moins 500 ans si le paléosol est brun, de 2.000 à 4.000 ans si le sol est un endosol.
- les remobilisations et contaminations par du carbone moderne sont aisées, ce qui induit un âge mesuré plus jeune que l’âge réel.
- du carbone mort (fumerolles...) peut éventuellement se fixer ce qui produit un âge mesuré plus élevé que l’âge réel.
Quel que soit le support carboné utilisé pour dater, un calibrage fondé sur la comparaison des âges 14C mesurés et des données de la dendrochronologie est nécessaire. Elle est liée à la constatation d’un décalage systématique entre l’âge 14C mesuré et celui déterminé par le comptage des anneaux. Cette correction n’est connue que pour les âges compris entre 9.000 ans et la période actuelle, lesquels doivent être assortis d’une barre d’erreur pouvant aller jusqu’à ? 10%. Au-delà, l’étude des varves a conduit à proposer une correction significative ; ainsi il faut ainsi ajouter 2.000 à 3000 ans pour un âge 14C atteignant 13.000 ans. Les données obtenues à partir des déséquilibres U-Th permettent d’apporter une correction pour les âges atteignant 20.000 ans (pour cette valeur, il faut ajouter 3.000 ans).
 

  Echantillon JA3, Vallée du Lignon (Jaujac),
     -  Age mesuré : 16.280 +/- 410 ans.
      (Ouest de la ferme «La Grange», alluvions sous-basaltiques)
     Analyse N° : GIF-5132 (03/04/1980), mesure G. Delibrias

  Echantillon Nord Ruines du Château de Pourcheyrolles (Volcan du Chambon),
     - Age mesuré: 15.100 /-360 ans.
     (dans alluvions sous-basaltiques, La Fontaulière, Montpezat.)
     ?.Analyse N°: GIF-5133 (03/04/1980), mesure G. Delibrias

CONCLUSION : DES AGES 14C A PRENDRE EN CONSIDÉRATION ?

 Entre les âges 14C et ceux obtenus par thermoluminescence les écarts sont importants. Les données inédites en 14C, obtenues avec beaucoup de soin, confirment l’importance de cet écart qu’il convient de tenter d’expliquer. A ce premier point s’ajoute sans doute un second point -cornélien- relatif au choix éventuel à faire entre les deux types de mesures. Ce  passe, dans un premier temps, par un réexamen des laves ayant servi aux mesures de thermoluminescence. En effet, si la qualité des mesures n’est pas en cause, la connaissance que nous avons des basaltes, nous conduit à nous interroger sur leur fiabilité. L’examen microscopique montre qu’il y a des xénocristaux -tant provenant du socle que des péridotites mantelliques- à toutes les échelles. La clé des contradictions soulevées réside probablement dans cette constatation. Concernant les mesures 14C, à la différence des pollutions classiques évoquées, la fixation éventuelle de carbone mort -que nous avons également évoquée- peut altérer sensiblement la composition isotopique du carbone pris en compte lors de datations. Ce cas de figure est connu dans les zones volcanisées, particulièrement dans les zones encore actives (ou sub- actives). Tel est, peut-être, le cas en Ardèche ou les émissions de CO2 sont très fréquentes

 
Copyright SITHERE 2005

Écrivez-nous
retour sommaire