Evolution géomorphologique du massif des Ecrins-Pelvoux depuis le Dernier Maximum Glaciaire – Apports des nucléides cosmogéniques produits in-situ

par Romain Delunel

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre, de l'univers et de l'environnement

Sous la direction de Peter Van der Beek et de Didier Bourlès.

Soutenue en 2010

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Le rôle des interactions et couplages entre la tectonique, le climat et les processus de surface sur l'évolution des chaînes de montagne représente une question prépondérante dans la communauté des Sciences de la Terre depuis une vingtaine d'années. Dans cette étude, l'évolution récente du relief du massif des Ecrins-Pelvoux (Alpes occidentales françaises) en réponse aux changements climatiques marquant la transition entre le Pléistocène et l'Holocène est abordée à partir de l'utilisation des nucléides cosmogéniques produits in-situ (10Be et 26Al) mesurées sur plus de 60 échantillons prélevés sur des surfaces rocheuses en place ou issus de matériaux détritiques. Les mesures en 10Be et 26Al réalisées à partir d'échantillons récoltés sur des morphologies glaciaires (polis glaciaires, roches moutonnées et nunataks) témoins de l'extension des glaciers lors de la dernière période glaciaire (LGM ou Last Glacial Maximum), apportent de nouvelles contraintes temporelles quand aux modalités de la déglaciation du massif. Les âges d'exposition obtenus indiquent que les glaciers des bassins de la Durance, Romanche/Vénéon et du Drac réagissent différemment au changement climatique global qui marque la fin du Dernier Maximum Glaciaire et mettent en évidence le retrait progressif des glaciers du massif des Ecrins-Pelvoux durant le Tardiglaciaire entre ~20 et 11 ka. La mesure en 10Be d'alluvions fluviatiles prélevées dans plusieurs rivières indique que l'érosion depuis le retrait glaciaire est contrôlée, à l'échelle du massif, par les processus de gélifraction qui affectent principalement les lignes de crêtes rocheuses. Les taux de dénudation moyens obtenus varient entre 0. 27 et 1. 07 mm an-1. Ces résultats sont cohérents par rapport aux taux de dénudation postglaciaires obtenus pour d'autres régions des Alpes, confirmant ainsi le rôle significatif des processus périglaciaires sur l'évolution récente des reliefs des montagnes tempérées. Enfin, les résultats obtenus à plus petite échelle dans le bassin versant du Vallon des Etages (Haut Vénéon) indiquent que la signature 10Be des alluvions est dominée par les matériaux détritiques exportés depuis les marges proglaciaires actuelles et/ou du Petit Age de Glace (XVII-XIXe siècles). Cependant, les concentrations mesurées sur les matériaux détritiques d'origine glaciaire représentent vraisemblablement un mélange entre des produits d'érosion glaciaire et des sédiments périglaciaires issus de l'activité de la gélifraction au niveau des parois surplombant la langue terminale du glacier.


  • Résumé

    Since the early 90's, the coupling and interaction between tectonics, climate and surface processes have been a key question in the Geosciences community. Here, the recent relief evolution of the Ecrins-Pelvoux massif (French Western Alps) induced by Pleistocene / Holocene climate change is studied using in-situ produced Terrestrial Cosmogenic Nuclide (TCN) measurements that have been performed on more than 60 samples consisting of both bedrock and detrital material. 10Be and 26Al measurements performed on samples collected from glacial features (glacially polished bedrock, roches moutonnées, nunataks) allow constraining both the chronology and pattern of ice retreat within the massif. Cosmic-ray exposure dating shows a contrasting response of glacial drainage basins on the eastern and western flanks of the massif, evidence by asynchronous ice retreat following the Last Glacial Maximum, and highlights the progressive retreat of glaciers towards their present-day positions during the Late Glacial (~20 and 11 ka). Measurements of 10Be concentrations in stream sediments collected in several rivers draining the massif show that the post-glacial denudation at the massif scale is controlled by frost shattering processes, which mostly affect rock crests. Mean catchment denudation rates vary from 0. 27 to 1. 07 mm yr-1, in agreement with post-glacial denudation rates obtained throughout the Alps. Therefore, these results highlight that frost-induced processes play an important role in the present-day relief evolution of mid-latitude mountains. Finally, results obtained at a smaller scale within the Vallon des Etages catchment (Upper Vénéon) indicate that 10Be concentrations carried by stream sediments are strongly controlled by glacial detrital materials exported from present-day and/or Little Ice Age (XVII-XIXth centuries) ice margins. However, glacial materials that currently supply the stream sediment system probably represent a mixture between glacially scoured sediments and periglacial products that fed the glacier tongue due to frost-shattering activity on headwater rock cliffs.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (236 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 201 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS10/GRE1/0089/D
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