Les tourbières de la vallée de la Somme : trajectoires entre contrôle climatique et influence anthropique depuis le Tardiglaciaire

Alkaline peatlands of the Somme Valley: evolution between climate forcing and anthropization since the Late Glacial

• Auteur / Autrice : Chloé Garcia
• Direction : Pierre Antoine, Boris Brasseur
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences Ecologiques Ecologie Historique-25DSE3
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 03/04/2024
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie et dynamique des systèmes anthropisés (Amiens ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Hervé Cubizolle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Antoine, Pierre-Gil Salvador, Laurent Lespez, Boris Brasseur, Daniel Gilbert, Julie Loisel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hervé Cubizolle, Pierre-Gil Salvador

Mots clés

Mots clés libres

Tourbière alluviale alcaline

Dynamique fluviatile

Holocène

Tardiglaciaire Weichselien

Forçage climatique

Anthropisation

Alkaline peatland

Fluvial dynamics

Holocene

Late Glacial

Climate forcing

Anthropization

Résumé

Les tourbes alluviales alcalines du bassin de la Somme, parmi les plus vastes d’Europe du nord-ouest, présentent des épaisseurs importantes (>10 m), constituant un réservoir crucial de carbone organique, d’eau, et d’archives de la paléobiodiversité. Cette thèse vise à identifier les facteurs favorisant ou limitant l'accumulation de tourbe depuis la dernière période glaciaire (≈14 000 ans), et à préciser les changements paléoenvironnementaux en relation avec l'évolution morphodynamique de la Somme. En utilisant une approche pluridisciplinaire, alliant données de terrain (120 sondages), analyses en laboratoire et datations radiocarbone, deux transects stratigraphiques représentatifs des moyenne et haute vallées de la Somme ont été étudiés. Les différences d'accumulation sédimentaire et de conservation ont été caractérisées. Les processus géomorphologiques et leur chronologie ont été précisés grâce à l'analyse de la stratigraphie, de la sédimentologie et de la géochimie. L'intégration de bioindicateurs tels que les pollens et les macrofossiles végétaux fournit des informations sur le couvert végétal, le climat et les activités humaines pendant l'Holocène. Plusieurs phases d'accumulation de tourbe ont été identifiées : i) Au Tardiglaciaire, la turfigénèse a commencé dans les anciens chenaux tressés de la fin du Pléniglaciaire, favorisée par un réchauffement climatique rapide et des précipitations accrues caractéristiques des interstades Bølling et Allerød. Le Dryas récent marque la fin de cette période par le dépôt d’épaisses alluvions carbonatées. ii) Au début de l'Holocène, l'augmentation des températures et des précipitations favorise le développement végétal, stabilisant le paysage et limitant l'érosion. Après avoir colmaté progressivement le lit du chenal principal, la tourbe s’accumule sur l’ensemble du fond de vallée. iii) Durant la seconde moitié de l'Holocène, les réponses aux perturbations climatiques et anthropiques vont différer dans le bassin. La réactivation de la dynamique fluviale provoque l’incision d’un grand chenal à méandres. Dans la Haute-vallée, ce chenal est à colmatage limoneux, après une pause de la turfigénèse (1 600 ans), l’accumulation de tourbe reprend à la fin de l’âge du Bronze. Cette tourbe à accumulation rapide est interstratifiée à des limons carbonatés. La plus récente tourbe qui soit conservée date de la fin du Moyen-Âge. En moyenne vallée, le chenal à colmatage de tuf calcaire croît jusqu’à l’âge du Bronze, parallèlement à l’accumulation probable de tourbe (dernière tourbe conservée datée à 7 300 cal BP). Par la suite la baisse des niveaux d’eau, les activités humaines (aménagements hydrauliques, extraction) entrainent la dégradation des tourbes. Dans un contexte de changement climatique et de dégradation des tourbières, la compréhension des processus de formation/dégradation des tourbes de la vallée de la Somme apporte un éclairage essentiel à la gestion à long terme de ces écosystèmes.

The alkaline alluvial peatlands of the Somme Basin, among the largest in northwestern Europe, exhibit significant thickness (over 10 m), constituting a crucial reservoir of organic carbon, water, and paleobiodiversity archives. This thesis aims to identify factors favoring or limiting peat accumulation since the last glacial period (≈14,000 years ago) and to delineate paleoenvironmental changes in relation to the morphodynamic evolution of the Somme River. Employing a multidisciplinary approach integrating field data (120 boreholes), laboratory analyses, and radiocarbon dating, two representative stratigraphic transects of the middle and upper Somme valley were investigated. Differences in sedimentary accumulation and preservation were characterized. Geomorphic processes and their chronology were elucidated through stratigraphic, sedimentological, and geochemical analysis. The integration of bioindicators such as pollen and plant macrofossils provides insights into vegetation cover, climate, and human activities during the Holocene.Several phases of peat accumulation have been identified: i) During the Late Glacial period, peat formation began in the ancient braided channels beds from the end of the Pleniglacial period, facilitated by rapid climate warming and increased precipitation characteristic of the Bølling and Allerød interstadials. The recent Dryas marks the end of this period with the deposition of thick carbonated alluvium. ii) At the beginning of the Holocene, rising temperatures and precipitations favored plant development, stabilizing the landscape and reducing erosion. After gradually filling the main channel bed, peat accumulated across the entire valley floor. iii) During the second half of the Holocene, responses to climate disturbances and anthropogenic activities differed within the basin. The reactivation of fluvial dynamics led to the incision of a large meandering channel. In the Upper Valley, this channel filled up with silty sediments. After a cessation of peat accumulation (1 600 years), peat formation resumed at the end of the Bronze Age. This rapidly accumulating peat is associated with carbonate silts layers, the most recent peat preserved dating back to the end of the Middle Ages. In the middle valley, the carbonate tufa-filled channel grew until the Bronze Age probably concurrently with peat accumulation (last conserved peat dating from 7 300 cal BP). Subsequently, declining water levels and human activities (hydraulic engineering, extraction) led to peat degradation. In a context of climate change and peatland degradation, understanding the processes of formation/degradation of Somme valley peats provides essential insights for the long-term management of its ecosystems.