L' environnement post-marinoen (ca. 635 ma) : une étude multi-proxy de la plateforme carbonatée du Groupe d'Araras (Mato Grosso, Brésil)

Post-Marinoan environnment (ça. 635 Ma) : a multi-proxy study of the Araras carbonate platform (Mato Grosso, Brazil

• Auteur / Autrice : Pierre Sans-Jofre
• Direction : Magali Ader, Ricardo Ivan Ferreira Trindade
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géochimie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 7 en cotutelle avec Universidade de São Paulo (Brésil)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Glaciations

Brésil

Protérozoïque

Géochimie

Diagenèse

Oxydoréduction

Carbone -- Isotopes

Résumé

De nombreux sédiments glaciaires déposés à basses latitudes durant le Néoprotérozoïque ont mené à l'hypothèse d'un englacement complet du globe terrestre. La sortie de cet état climatique extrême aurait été engendrée par un effet de serre intense. Ce travail repose sur le croisement d'études sédimentologique, géochimique, magnétique et isotopique sur des sédiments de la plateforme carbonatée d'Araras contemporaine de la transgression postglaciaire Marinoenne. Les résultats révèlent une régression du niveau marin qui atteint son maximum à la fin du dépôt des cap-dolomies, qui est suivit par une période transgressive. Une étude des conditions redox de dépôt basée sur des analyses de concentrations en éléments traces, de minéralogie magnétique et de spéciation du fer, indique des conditions de dépôt oxydantes au sein du sédiment, qui deviennent progressivement réductrices quand la profondeur de dépôt augmente. Les compositions isotopiques en carbone et multi-isotopique du soufre suggèrent que la transgression postglaciaire s'accompagne d'un épuisement de la colonne d'eau en sulfate, du à une augmentation conjointe de la productivité primaire et de la sulfato-réduction bactérienne. Pour l'atmosphère post-Marinoenne, des analyses de compositions isotopiques du carbone des carbonates et de la matière organique qui y est associée ont permis d'estimer une concentration en CO2 maximale de 3200 ppmv. Cette concentration est bien inférieure à celle prédite par les modèles pour permettre la fonte des glaces mais est plus cohérente avec la pO2 atmosphérique attendue pour le Néoprotérozoïque et les conditions de pH des océans favorables à la précipitation des carbonates.

The occurrence of low latitude glacial deposits in the Neoproterozoic is the basis of the Snowball Earth hypothesis, which postulates the planet had been completely covered by ice. The recovery from such an extreme climatic state would occur through an extreme greenhouse event. In this thesis we have combined sedimentological studies, geochemistry, magnetic methods and isotopic studies to investigate the Neoproterozoic carbonate platform of Araras, which is correlated to the Marinoan post-glacial successions. Five sections were sampled across the platform. Our results show that the dolomitic succession in the inner shelf sections is deposited in a progressive context, being then covered by transgressive limestones. Redox conditions were deduced from an integrated study, combining trace elements, magnetic mineralogy and iron speciation, which indicate oxic conditions in the shallower facies and relatively more reduced conditions at deeper facies. Multi-isotopic analyses of sulfur and carbon suggest that the end of the glacial event and the post-glacial transgression is accompanied by depletion in the sulfur reservoir, due to the increase in both primary productivity and bacterial sulfate reduction. Carbon isotopic composition of carbonate and associated organic matter in the cap carbonates indicate a maximum CO2 atmospheric concentration of 3200 ppmv. This concentration is coherent with Oa concentrations for the Neoproterozoic and with the ocean pH necessary for the widespread deposition of carbonate successions by that time. Yet, it is significantly lower than that predicted by numerical models of deglaciation.