Apport de l’étude des paléosols carbonatés et des climofonctions spécifiques aux reconstitutions paléoenvironnementales et paléoclimatiques : application aux séries alluviales oligo-miocènes d’Europe occidentale

par Thomas Gillot

Thèse de doctorat en Dynamique et ressources des bassins sédimentaires

Sous la direction de Isabelle Cojan.

Le président du jury était François Baudin.

Le jury était composé de Isabelle Cojan, David Badia-Villas, Pierre Sepulchre.

Les rapporteurs étaient Eric Verrecchia, Christophe Lecuyer.


  • Résumé

    A travers l'étude des Calcisols alluviaux des bassins de Digne-Valensole (SE France) et de Loranca (Espagne centrale), l'objectif de cette thèse est de développer des approches spécifiques à ce type de profils paléopédologiques, et de proposer de nouvelles données paléoenvironnementales et paléoclimatiques pour l'Europe occidentale.Ces paléosols ont été investigués par des méthodes pédologiques, sédimentologiques, minéralogiques et géochimiques, qui mettent en avant la lixiviation et la fersiallitisation comme des processus majeurs dans leur formation, ainsi qu'une influence non négligeable des variations latérales des matériaux parentaux sur leurs caractéristiques. L'étude couplée des paléosols et des dépôts sédimentaires associés permet également d'intégrer les dépôts dans un modèle de stratigraphie séquentielle à haute résolution, et ouvre une discussion sur les biais d'estimation du taux d'aggradation à partir des séries alluviales.De nouvelles climofonctions basées sur les teneurs et distributions des éléments majeurs au sein de ces profils sont proposées à partir de l'analyse d'analogues actuels du Nord-Est de l'Espagne. Celles-ci prennent en compte l'hétérogénéité des dépôts soumis à l'altération, en comparant la composition des horizons de subsurface à celle de la partie superficielle du matériau parental. Elles apparaissent complémentaires des climofonctions précédemment développées pour estimer les précipitations et leur saisonnalité à partir de la morphologie de l'horizon d'accumulation du carbonate de calcium, en apportant la possibilité d'estimer les températures et les précipitations annuelles moyennes, y compris à partir de paléosols tronqués par l'érosion, fréquents dans ces séries.Leur application aux paléosols étudiés permet de mettre en évidence un climat relativement chaud à fort contraste saisonnier en termes de précipitations, similaire au climat méditerranéen actuel. Ces données remettent en cause la vision soutenue par les études paléontologiques d'un climat humide à cette période, et pose la question de l'enregistrement du signal climatique selon l'objet considéré. En effet, si la préservation des fossiles est généralement liée à des conditions humides, les sols se développent sur l'ensemble des parties émergées et enregistrent des conditions et périodes plus sèches, ce qui justifie la nécessité de prendre davantage en compte les paléosols dans ces reconstitutions.

  • Titre traduit

    Input of the study of carbonate-rich paleosols and specific climofunctions to paleoenvironmental and paleoclimatic reconstructions : application to the oligo-miocene alluvial successions of Western Europe


  • Résumé

    Through the study of alluvial Calcisols from the Digne-Valensole (SE France) and the Loranca (central Spain) basins, the aim of this thesis is to develop specific methods and to propose new paleoenvironmental and paleoclimatic data for Western Europe.These paleosols were investigated by pedological, sedimentological, mineralogical and geochemical methods. These highlight leaching and fersiallitisation as major processes in the formation of these profiles, and the influence of the lateral variations of parent materials on paleosols features. Moreover, the cross study of paleosols and sedimentary deposits allows their integration in a high-resolution sequence stratigraphy model, and opens a discussion about the estimation of aggradation rate from alluvial successions.New climofunctions based on major elements contents and distributions through these profiles are also proposed from the study of modern analogs from NE Spain. These functions include a ratio between the subsurface horizon and the upper part of parent material to avoid bias due to the strong heterogeneity of the altered deposits. These are complementary to previous methods developed from the morphological study of calcium carbonate accumulation horizon, which permit to estimate mean annual precipitations and their seasonality, bringing the possibility to quantify mean annual temperatures and precipitations even with truncated profiles, frequent in such successions.Their application to the studied paleosols reveals a relatively hot climate with a strong seasonal contrast in terms of precipitations, similar to the modern Mediterranean climate. These data improve our knowledge of this period that paleontological studies qualify as more humid, and raise the question about the recording of climatic signal according to the considered object. Indeed, if the preservation of fossils is usually linked to humid conditions, soils form over the emerged parts of environment and record drier conditions, which justify the need to enhance the use of paleopedological studies in such reconstructions.


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