Évolution morphogénique des Pyrénées orientales : apports des datations de systèmes karstiques étagés par les nucléides cosmogéniques et la RPE

par Amandine Sartégou

Thèse de doctorat en Géosciences

Sous la direction de Marc Calvet et de Didier Bourlès.

Thèses en préparation à Perpignan , dans le cadre de Espaces, Temps, Cultures (Perpignan ; École Doctorale) , en partenariat avec Aix-Marseille Université depuis le 14-11-2014 .


  • Résumé

    Des travaux récents ont montré que les Pyrénées n’avaient probablement jamais atteint un état stationnaire. Or, le soulèvement tectonique des chaînes de montagnes actives contrôle les rythmes et les taux d’incision des vallées fluviales, lesquels sont à leur tour modulés par les changements climatiques répétés du Quaternaire. Une option pour contraindre les mouvements verticaux à long terme est de quantifier les taux d’incision par le biais de marqueurs géométriques passifs du soulèvement tels que les terrasses alluviales. Cependant, selon les contextes géomorphologiques, il n’est pas toujours possible de contraindre les mouvements verticaux de la lithosphère à partir de tels marqueurs. Dans les massifs calcaires les réseaux karstiques peuvent constituer une alternative : ils offrent en effet l’opportunité de déterminer à partir de la concentration en cosmonucléides produits in situ dans les quartz, la durée d’enfouissement d’alluvions fluviatiles produits par la partie amont des bassins versants et piégés à la traversée des chaînons calcaires périphériques. En effet, au fur et à mesure de l’encaissement de la vallée, différentes générations de conduits épinoyés horizontaux se mettent en place, les réseaux plus récents se formant en-dessous des générations précédentes. Ces galeries étagées enregistrent les paléoaltitudes des paléoniveaux de base locaux. Dès lors qu’elles piègent des alluvions fluviatiles, les galeries épinoyés sont assimilables à des niveaux de terrasses alluviales étagées que l’on peut dater par diverses méthodes. En sus d’observations morphologiques, les durées d’enfouissement de sédiments détritiques dans 61 cavités des vallées de la Têt, de l’Ariège, de l’Aude et de l’Agly ont été déterminées via les méthodes 26Al /10Be et 10Be/21Ne. Les résultats obtenus nous permettent de documenter des incisions du Miocène ancien (~16-13 Ma) jusqu’à l’actuel avec des influences de forçages externes et de l’eustatisme que nous analyserons. Cependant, la densité de paléodrains subhorizontaux sur une tranche altimétrique, le contexte géodynamique, voire paléoclimatique, les réorganisations des réseaux de drainage, peuvent engendrer des histoires de remplissages des réseaux plus complexes qu’escomptées.

  • Titre traduit

    Morphogenetic evolution of the eastern Pyrenees using cosmogenic burial dating and ESR


  • Résumé

    The rates and chronologies of valley incision are closely modulated by the tectonic uplift of active mountain ranges and were controlled by repeated climate changes during the Quaternary. The continental collision between the Iberian and Eurasian plates induced a double vergence orogen, the Pyrenees, which has been considered as a mature mountain range in spite of significant seismicity and evidence of neotectonics. Nevertheless, recent studies indicate that the range may have never reached a steady state. One option for resolving this controversy is to quantify the incision rates since the Miocene by reconstructing the vertical movement of geometric markers such as fluvial terraces. However, the few available ages from the Pyrenean terrace systems do not exceed the middle Pleistocene. Thus, to enlarge the time span of this dataset, we studied alluvium-filled horizontal epiphreatic passages in limestone karstic networks. Such landforms are used as substitutes of fluvial terraces because they represent former valley floors. They record the transient position of former local base levels during the process of valley deepening. In addition to morphological observations, the burial durations of detrital sediments in 61 cavities of the Têt, Ariège, Aude and Agly valleys were determined using cosmogenic 26Al/10Be and 10Be/21Ne ratios. The results obtained allow us to document incision processes since the early Miocene (~ 16-13 Ma) and to study influences of external forcings and eustatism. However, the density of subhorizontal levels on an altimetric range, the geodynamical and paleoclimatic contexts, the reorganization of the drainage networks, can lead to networks filling stories more complex than expected.