Facteurs de contrôle sur le fonctionnement du système turbiditique du Rhône depuis le dernier maximum glaciaire

Control factors on activity of the Rhone turbidite system since the Last Glacial Maximum

• Auteur / Autrice : Swesslath Lombo tombo
• Direction : Serge Berné, Bernard Dennielou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'univers
• Date : Soutenance le 03/07/2015
• Etablissement(s) : Perpignan
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Formation et de recherche sur les environnements méditerranéens (Perpignan) - Centre de Formation et de Recherche sur les Environnements Méditérranéens / CEFREM
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Mulder, Jean-Noël Proust, Emmanuelle Ducassou, Wolfgang Ludwig
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Mulder, Jean-Noël Proust

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sédiments marins

Rhône (cours d'eau)

Turbidites

Mots clés libres

Hyperpycnite

Turbidites

Système turbiditique du Rhône

Facteurs de contrôle

Niveau marin

Climat

Morphologie

Golfe du Lion

Méditerranée occidentale

Hyperpycnite

Turbidite

Rhone Turbidite System

Sea-level

Climate

Morphology

Gulf of Lions

Western Mediterranea

Résumé

Le fonctionnement des systèmes turbiditiques est directement lié au transfert de sédiment par les fleuves du continent vers le domaine marin. Ce transfert est contrôlé par le climat et le niveau marin. Les fluctuations de ces facteurs de contrôle depuis le dernier maximum glaciaire s’enregistrent ainsi dans les systèmes turbiditiques par des périodes d’activité et d’inactivité des systèmes turbiditiques. À l’échelle du système, l’enregistrement sédimentaire est également contrôlé par la morphologie et les processus sédimentaires. Le système turbiditique du Rhône classé parmi les systèmes turbiditiques argilo-silteux, est le plus grand dépôt sédimentaire du Golfe du Lion (Méditerranée Occidentale). Principalement alimenté par les apports du Rhône, il est actuellement inactif dû à l’éloignement du canyon avec la source sédimentaire (~70 km). L’objectif du travail réalisé est d’y déterminer, à partir de 21 carottes sédimentaires, (1) l’activité turbiditique au cours des derniers 25 ka, (2) le rôle des fluctuations climatiques et eustatiques sur le fonctionnement, (3) le rôle de la morphologie sur la variabilité spatiale et temporelle des dépôts turbiditiques. Le travail se base sur (1) la réalisation d’un cadre chronostratigraphique basé sur les fluctuations du rapport isotopique de l’oxygène (δ18O), les fluctuations du rapport Ca/Fe et sur des datations radiocarbones, (2) la caractérisation des lithofaciès. Les résultats obtenus montrent que (1) le niveau marin est le principal facteur de contrôle qui détermine la position de l’embouchure du fleuve Rhône et sa connexion avec le canyon du Petit-Rhône. (2) la remontée rapide et brève du niveau marin vers 19 ka (19-ka meltwater pulse) est enregistrée par un changement des processus turbiditiques, (3) lors du maximum de bas niveau marin, entre 24 ka et 19 ka BP, la présence des hyperpycnites démontrent la connexion directe entre le fleuve et la tête de canyon ainsi que la capacité du Rhône à produire des courants hyperpycnaux, (4) la morphologie du système turbiditique exerce un contrôle sur les lithofaciès turbiditiques essentiellement par le degré de confinement des courants de turbidité.

Turbidite systems are active when they are fed by sediments transported from the shelf to the basin floor. This sediment transfer is mainly controlled by climate and sea level. Fluctuations of these control factors since the Last Glacial Maximum are recorded within turbiditic systems by periods of high deposition separated by condensed intervals. In addition, morphological control and sedimentary processes are internals factors explaining the spatial variability of the sedimentary record along the turbidite system. The Rhone turbidite system is classified among Mud-rich systems; it is the largest sediment body in the Gulf of Lions (Western Mediterranean). It results mainly from the accumulation of sediments supplied by the Rhone River. It is presently inactive because the head of the Petit Rhone canyon is situated at about 70 km from the river mouth. Through analyses of 21 sediment cores collected along this system, we characterized, (1) the turbiditic activity during the last 25 kyr, (2) the role of climatic and sea-level controls on the turbiditic activity, (3) the role of internal factors such as the morphology on the spatial variability of the turbiditic deposition. Our study is based on (1) the realization of a chronostragraphical framework based on oxygen isotope (δ18O) fluctuations, Ca/Fe ratio and 14C AMS dating, (2) the characterization of lithofacies. The results show that: (1) sea-level is the main control factor on the connection between the Rhone canyon head and Rhone River mouth. The Rhone turbidite system is definitely a “low-stand dominant system” in the terminology of Covault et al. (2010). (2) the rapid and short sea-level rise at about 19 ka (19-ka meltwater pulse) is recorded by a shift from hyperpycnal flows to lower-concentration turbidites. (3) The presence of hyperpycnites demonstrates a direct connection between the Petit-Rhone canyon head and the Rhone River mouth favoured by sea-level low-stand conditions from 24 to 19 ka. They also demonstrate the competence of the Rhone River to generate hyperpycnal flows during flood episodes. (4) the morphology of the Rhone turbidite system controls the confinement of the turbidity currents and results in various arrangements of lithofacies.