Impact du dernier cycle glaciaire interglaciaire sur la dénudation dans les Alpes Maritimes Françaises

Impact of the last glacial interglacial cycle on denudation in the French Maritime Alps

• Auteur / Autrice : Apolline Mariotti
• Direction : Julien Charreau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance le 21/01/2020
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (Vandoeuvre-lès-Nancy, Meurthe-et-Moselle)
• Jury : Président / Présidente : Carole Petit
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Julien Charreau, Peter van der Beek, Marina Rabineau, Pierre-Henri Blard, Jane K. Willenbring, Maarten Lupker
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Peter van der Beek, Marina Rabineau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Würm (glaciation)

Datation cosmogénique

Altération (géologie)

Érosion

Alpes maritimes (massif)

Géomorphologie

Mots clés libres

Érosion

Dénudation

Isotopes cosmogéniques

Alpes

Var

Glaciers

LGM

Paléo-dénudation

Cycle glaciaire

Erosion

Denudation

Cosmogenic isotopes

Alps

Var

Glaciers

LGM

Paleo-denudation

Glacial cycle

Résumé

Le processus de dénudation est un paramètre clé contrôlant la formation et l'évolution des reliefs terrestres. L'interaction entre les processus de surface (notamment la dénudation) et les variations climatiques à l'échelle des temps géologiques est une question fortement débattue, et ce à cause du manque d'enregistrements continus non affectés par la dynamique tectonique. Afin de contraindre cette interaction, cette thèse se focalise sur le bassin versant du Var (Alpes Maritimes Françaises) et sur ses enregistrements sédimentaires qui permettent un suivi des variations des taux de dénudation depuis le présent jusqu'à il y a 75 000 ans. Cette période couvre la fin du dernier cycle glaciaire (le Würm) ainsi que la transition vers la période climatique actuelle (l'Holocène). La mesure du 10Be (isotope cosmogénique) dans les sédiments permet la quantification des taux de dénudation moyennés sur l'ensemble d'un bassin versant. Cette méthode, appliquée aux sédiments actuels du Var, a permis de calculer un taux de dénudation actuel s'élevant à 0.24 ± 0.04 mm yr–1. La même méthode a ensuite été appliquée sur des échantillons provenant de deux carottes sédimentaires constituant un enregistrement continu et haute résolution des sédiments du Var. Les résultats montrent que l'avancée des glaciers pendant le Dernier Maximum Glaciaire (entre 19 000 et 26 500 ans) a entrainé une augmentation significative (~ × 2) des taux de dénudation, tandis que lors des précédentes phases glaciaires (entre 26 500 et 75 000 ans) la dénudation était constante et similaire à la valeur actuelle. Cette réponse non-linéaire de la dénudation aux changements climatiques suggère l'existence d'un seuil contrôlé par la dynamique érosive des glaciers, qui était proche de ~ 2 mm yr–1 pendant le Dernier Maximum Glaciaire et ~ × 4 plus faible entre 26 500 et 75 000 ans.

Denudation is a key parameter controlling the formation and evolution of landforms across the Earth's surface. The interaction between surface processes (namely denudation) and climatic variations at the geological time scale is a highly debated issue, due to the lack of continuous sedimentary records unaffected by tectonic forcing. In order to constrain this interaction, this thesis focuses on the Var watershed (French Maritime Alps) and on its sedimentary archive which allow to track the variations of denudation rates from the present until 75 000 years ago. This period covers the end of the last glacial cycle (the Würm) as well as the transition to the current climatic period (the Holocene). The measurement of 10Be (cosmogenic isotope) in sediments allows the quantification of denudation rates integrated over the entire watershed. This method, applied to present-day sediments of the Var, constrained the current denudation rate of the Var catchment at 0.24 ± 0.04 mm yr-1. The same method was then applied to samples from two sedimentary cores constituting a continuous and high-resolution sedimentary archive of past Var sediments. The results show that the Last Glacial Maximum glaciers' advance (between 19 000 and 26 500 years) induced a significant increase on denudation (~ × 2), whereas during the previous glacial stages (between 26 500 and 75 000 years), the denudation was steady and similar to present-day value. This nonlinear response of denudation to climate change suggests the existence of a threshold controlled by the erosive dynamics of glaciers, which was close to ~ 2 mm yr-1 during the Last Glacial Maximum and ~ × 4 lower between 75 000 and 26 500 years.