Détermination des paléo-taux d'érosion par l'utilisation des isotopes cosmogéniques. Cas de la transition pliocène-pleistocène

par Nicolas Puchol

Thèse de doctorat en Géosciences

Sous la direction de Raphaël Pik et de Pierre-Henri Blard.

Le président du jury était Didier Bourles.

Le jury était composé de Vincent Godard.

Les rapporteurs étaient Peter Molnar, Peter Van Der Beek.


  • Résumé

    L'analyse dans des dépôts anciens des isotopes cosmogéniques in-situ, déjà largement employés dans les sédiments de rivières actuelles, a le potentiel de fournir des enregistrements haute résolution, sur des échelles de temps de 10 Ma, de taux de dénudations intégrés sur des bassins versant entiers. Nous avons étendu avec succès cette méthode à des sédiments des piedmonts du Tian-Shan (Chine) et de l'Himalaya (collines Siwaliks, Népal). Ces deux zones sont au coeur de débats sur l'évolution des relations climat/érosion/tectonique depuis ~10 Ma. Quatre sections au Tian-Shan, couvrant ~9 Ma, et une large étendue spatiale autour de cette chaîne, ne montrent pas de brusque accélération de l'érosion il y a ~3-5 Ma. Au contraire, nous observons à l'échelle régionale une augmentation progressive (x 4 entre 9 et 4 Ma) puis une stabilisation entre 4 Ma et l'actuel. Ces résultats suggèrent une influence limitée des cycles glaciaires quaternaires sur les taux d'érosion dans cette zone. Un enregistrement dans les sédiments himalayens ne montre également pas d'augmentation significative de l'érosion depuis ~6.5 Ma. Il est en revanche probablement le témoin de réorganisation des systèmes de drainages et d'évolutions tectoniques dans cette région. Avec ces études, nous avons ainsi pu produire pour la première fois des enregistrements haute résolution de taux d'érosion depuis ~10 Ma, grâce aux isotopes cosmogéniques. Cette méthode étant potentiellement applicable dans de nombreux contextes géologiques et climatiques, elle permettra indubitablement des avancées importantes dans la compréhension des processus de surface actuels et passés

  • Titre traduit

    Paleo-erosion rates from cosmogenic nuclides


  • Résumé

    In-situ cosmogenic nuclides analysis in ancient sediment could potentially provide high-resolution records of denudation rates, integrated over whole drainage basins, and on several million-year time scales. We successfully extended this method to sediments from the Tianshan (China), and the Himalayas (Nepal) piedmonts. These two areas are at the core of ongoing debates on climate-erosion-tectonics relationships since ~10 Ma. Four sections in the Tianshan, covering ~9 Myr and a broad spatial extent around this range, do not display a brutal increase in denudation at 3-5 Ma. On the other hand, they show at the regional scale a progressive increase (x4 between 4-9 Ma) and a subsequent stabilization since ~4 Ma. These results suggest a limited influence of Quaternary glaciations on erosion in this region. One section in the Himalayan piedmont (Siwaliks hills), neither display any significant increase since ~6.5 Ma that would be link to a major climatic shift. It has nevertheless probably recorded reorganizations of the drainage system and tectonics evolutions in this region. With these studies, we were able to produce the first cosmogenic nuclides-based high resolution records of denudation rates over 10 Myr. This method being potentially applicable in many geological and climatic settings, it will indubitably allow further advances in our understanding of past and present surface processes


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