Thèse soutenue

Signatures détritiques des changements paléoenvironnementaux du Quaternaire récent dans le bassin nord de la mer de Chine du Sud

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Quan Chen
Direction : Catherine KisselZhifei Liu
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Météorologie, océanographie, physique de l'environnement
Date : Soutenance le 08/12/2016
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE) en cotutelle avec Tongji university (Shanghai, Chine)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1998-....) - State Key Laboratory of Marine Geology (Shangaï)
établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
Jury : Président / Présidente : Pinxian Wang
Examinateurs / Examinatrices : Catherine Kissel, Zhifei Liu, Pinxian Wang, Liping Zhou, Zhimin Jian, Christophe Colin, Stéphanie Duchamp-Alfonse
Rapporteurs / Rapporteuses : Liping Zhou, France Lagroix

Résumé

FR  |  
EN

Le but de cette thèse est de reconstruire l’évolution environnementale de la région nord de la mer de Chine du Sud au cours du Quaternaire récent. L'objectif est d'identifier des traceurs des interactions continent-océan, de la mousson est-asiatique et de la circulation océanique. Pour cela, des analyses des minéralogies argileuse et magnétique, de la composition en éléments majeurs, et la taille des grains ont été effectuées sur les sédiments de carotte MD12-3432 couvrant les derniers 400 ka avec un taux de sédimentation variant entre 4.5 et 24 cm/ka. Nous avons tout d'abord amélioré les calibrations de la composition en éléments majeurs obtenue par XRF core-scanning. En effet, celles-ci ne corrigeaient pas des variations de teneur en eau interstitielle observées la séquence sédimentaire étudiée. Nous avons donc proposé une correction polynomiale quadratique qui convertit maintenant correctement les données XRF core-scanning en concentrations précises d’éléments majeurs. La composition en élément majeurs, les minéralogies argileuse et magnétique, et la granulométrie indiquent que les changements climatiques à basse latitude influencent les diverses fractions terrigènes de différentes manières. Considérant d’abord les éléments majeurs et les argiles, nous observons que les rapports smectite/(illite+chlorite) et K₂O/Al₂O₃ présentent tous deux des cyclicités orbitales. Le rapport K₂O/Al₂O₃ qui reflète la contribution relative des apports de Taiwan par dénudation, augmente pendant les interglaciaires quand la mousson d’été asiatique est forte. Le rapport smectite/(illite+chlorite) présente des cyclicités également liées à l’excentricité et à la précession en phase avec les changements d’insolation de l’hémisphère nord en été. Connaissant les régions sources de ces argiles, nous suggérons que l’apport en smectite est étroitement lié à l'intensité de l’altération chimique et à la dénudation fluvial induite par les fortes précipitations de mousson, tandis que l’apport d’illite/chlorite depuis Taiwan répond principalement à la dénudation. Le rapport smectite/(illite+chlorite) reflète ainsi principalement l'intensité de l’altération chimique contemporaine (rapide) et donc l’intensité de la mousson d'été asiatique. Les résultats obtenus confirment que la mousson d'été asiatique est renforcée pendant les périodes interglaciaires et quand l'insolation d'été boréal est forte. Les propriétés magnétiques sédimentaires offrent des informations complémentaires sur les changements environnementaux passés dans cette région. La fraction magnétique de la carotte MD12-3432 est composée de magnétites, sulfures de fer et hématite. Des augmentations de teneur en hématite et des diminutions de la granulométrie sédimentaire sont observées aux minima de précession. Ces évènements qui ont lieu pendant les périodes arides pourraient illustrer des apports éoliens depuis le nord de la Chine, liés à des changements d'intensité et/ou de route des vents, probablement aussi liés à l’intensification de la mousson d'hiver. Outre les changements climatiques de basse latitude, le climat global et l'activité tectonique influencent aussi les apports terrigènes dans cette région. Les augmentations à long terme de la teneur en pyrrhotite par rapport à la magnétite et à l’hématite, de la teneur de illite/chlorite indiquent une contribution croissante de sédiment fine d'origine Taiwanaise au cours des derniers 400 ka. Ceci est très probablement lié à l’intensification de l'orogenèse taïwanais. A l'échelle glaciaire-interglaciaire, les variations synchrones des compositions argileuse et magnétique, de la taille des grains sédimentaires et magnétiques, et des taux de sédimentation sont attribuées aux changements de niveau marin. En effet, les bas niveaux marins pendant les périodes glaciaires exposent l’immense plateau continental et permettent à la Rivière des Perles de livrer au site du sédiment terrigène en plus grande quantité et plus grossier.