Shelf edge evolution of the Brazilian Equatorial Margin since 4 Ma : impact of Amazonian siliciclastic sediments, orbitally controlled sea-level changes, subsidence and oceanographic currents

Evolution du plateau continental externe de la Marge Equatoriale Brésilienne depuis 4 Ma : impact des sédiments silicoclastiques Amazoniens, des changements eustatiques contrôlés par les paramètres orbitaux, de la subsidence, et des courants océanographiques

• Auteur / Autrice : Lucas Tortarolo
• Direction : Marina Rabineau, Christian Gorini, Cleverson G. Silva
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences marines
• Date : Soutenance le 13/12/2023
• Etablissement(s) : Brest en cotutelle avec Universidade Federal Fluminense (Brésil)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Géo-Océan (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Yves Reynaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marina Rabineau, Christian Gorini, Cleverson G. Silva, Jean-Yves Reynaud, Sébastien Castelltort, Ana Luiza Albuquerque, Daniel Praeg
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Yves Reynaud, Sébastien Castelltort

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets du climat

Sédiments marins

Géomorphologie dynamique

Brésil

Marges continentales

Mots clés libres

Marge Équatoriale Brésilienne

Bassin Offshore de l'Amazone

Cyclostratigraphie

Sismique et stratigraphie séquentielle

Géomorphologie

Great Amazon Reef System (GARS)

Brazilian Equatorial Margin

Offshore Amazon Basin

Cyclostratigraphy

Seismic and sequence stratigraphy

Geomorphology

Great Amazon Reef System (GARS)

Résumé

Cette thèse étudie l'effet du climat sur les sédiments amazoniens le long de la marge équatoriale brésilienne durant les derniers 3,7 à 4,1 millions d'années. Utilisant une approche multidisciplinaire incluant cyclostratigraphie, stratigraphie séquentielle et géomorphologie, l'étude pallie les manques significatifs de chronostratigraphie du Plio-Pléistocène grâce à des données Gamma-Ray issues de forages. L'analyse de données sismiques 3D a permis d'identifier neuf séquences sismiques liées à des cycles d'excentricité de 405 000 ans. L’étude géomorphologique révèle diverses structures côtières sur le plateau externe et des constructions carbonatées type barrière-récifal jusqu'alors non détectées. Nos résultats montrent un schéma cyclique tant dans l'architecture sédimentaire que dans les morphologies côtières. Le littoral atteint le plateau externe tous les 405 000 ans, favorisé par une faible excentricité orbitale terrestre induisant d’important bas niveaux marins. Depuis environ 2,5 Ma, l'amplification des glaciations de l'hémisphère Nord modifie le courant du Nord-Brésil, favorisant le développement de récifs lors du début des déglaciations. La transition du mid- Pléistocène influencent particulièrement la taille des unités sismiques. Tandis que la transition du mid- Brunhes impacte la croissance des carbonates, et la géométrie des dépôts sédimentaire passant de majoritairement progradant à agradant.

This PhD thesis investigates the influence of climate on the architecture and morphology of Amazonian sediments along the Brazilian Equatorial Margin over the last 3.7-4.1 million years. Using a multidisciplinary approach that incorporates cyclostratigraphy, sequence stratigraphy, and geomorphology, the study primarily fills substantial gaps in the chronostratigraphy of the Plio-Pleistocene series through Gamma-Ray borehole data. Examination of 3D seismic data yields the identification of nine seismic sequences, each associated with 405-kyr eccentricity cycles. Geomorphological evaluation reveals a variety of coastal structures on the outer shelf and show previously undetected, expansive carbonate build-ups. Synthesis of these findings demonstrates that both sedimentary architecture and coastal morphologies display a cyclic pattern. The coastline extends to the outer shelf in 405-kyr intervals, facilitated by low Earth orbital eccentricity that facilitates significant sea-level lowstand. Since 2.5 Ma, the intensification of Northern Hemisphere glaciations alters the North Brazil Current, thereby enabling reef development during initial transgressive phases over 405-kyr cycles. Additionally, the Mid-Pleistocene Transition impacts the size of seismic units and markedly alters sediment deposition patterns. Finally, the Mid-Brunhes Transition enhances carbonate accumulation and switches the depositional pattern from progradation to aggradation.