Source-to-sink'' d'une rivière majeure - le Nil - de 66 Ma à aujourd'hui, approche couplée géomorphologie, bassins, et modélisation numérique : un contrôle par la dynamique du manteau

Source-to-sink of a large river – the Nile – from 66 Ma to present coupling geomorphology, basin dynamics, and numerical modelling : the role of mantle dynamics

• Auteur / Autrice : Iwan Setiawan
• Direction : François Guillocheau, Cécile Robin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre et des planètes
• Date : Soutenance le 10/09/2024
• Etablissement(s) : Université de Rennes (2023-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : EGAAL
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géosciences (Rennes ; 2000-....)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Dauteuil
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean Braun, Jonathan Redfern
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claudio Faccenna, Gareth Roberts

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bassins sédimentaires

Géomorphologie

Cénozoïque

Nil (cours d'eau)

Sédiments (géologie) -- Transport

Mots clés libres

Nil

Cénozoïque

“source-To-Sink”

Géomorphologie

Bassin sédimentaire

Modélisation des processus de surface

Nile River

Cenozoic

Source-To-Sink

Geomorphology

Sedimentary basin

Surface process modelling

Résumé

Le Nil, la plus longue rivière du monde, repose sur des reliefs anorogéniques traversant la topographie ''basin and swell'' de l'Afrique, qui est contrôlée par la dynamique du manteau. Jusqu'à présent, le scénario controversé sur l'origine du Nil se concentre sur la question de savoir si sa configuration actuelle a été établie depuis l'Oligocène (~30 Ma) ou le Plio-Pléistocène (~2,5 Ma). Afin de contribuer à ce débat, une approche “source-to-sink” est appliquée à l'étude de l'évolution du bassin versant du Nil, comprenant trois analyses principales : (1) “source” : cartographie et datation des surfaces de planation (géomorphologie) contraintes par leur relation avec des roches volcaniques datés et des bassins sédimentaires, (2) “sink”: estimations du flux sédimentaire par de sections sismiques du delta du Nil, et (3) modélisation numérique soutenue par la topographie dynamique et contrainte par les analyses précédentes. Cette étude aboutit à la proposition d'un nouveau scénario pour l'évolution du bassin versant du Nil, appelé croissance progressive du bassin versant ou ''capture du bassin versant'', comme suit : 1) le bassin versant du Nil était autrefois composé de quatre systèmes (le système exoréique de la Marge de Téthys, les systèmes endoréiques Houdi, Soudanais, et Albertin), 2) le bassin versant du Nil s'est progressivement élargi vers le sud depuis sa première apparition au Priabonien (38-37 Ma) en capturant ultérieurement les trois anciens systèmes endoréiques, 3) la capture du Système Endoréique Soudanais a eu lieu vers 4 Ma (Pliocène), marquant l'intégration du Plateau Éthiopien dans le système du Nil, et 4) enfin, la configuration actuelle du bassin versant du Nil a été obtenue par la capture du Système Endoréique Albertin dès la fin du Pléistocène (<1 Ma).

The Nile, the longest river in the world, sits over anorogenic reliefs crossing through the “basin and swell” topography of Africa that is controlled by mantle dynamics. Up to this day, the disputed scenario of the Nile’s origin centers around whether its present-day configuration has been established since the Oligocene (~30 Ma) or Plio-Pleistocene (~2.5 Ma). In order to contribute to this debate, a source-to-sink approach is applied to the study on the Nile catchment evolution that consists of three main analyses: (1) source: mapping and dating of the planation surfaces (geomorphology) constrained by their relationship with dated volcanic rocks and sedimentary basins, (2) sink: sediment flux estimates from the offshore Nile Delta’s seismic sections, and (3) numerical modelling supported by dynamic topography and constrained by the previous analyses. This study results in a new proposed scenario for the evolution of the Nile catchment, called progressive growth or ''divide capture'', as follows: 1) the Nile catchment was formerly composed of four systems (i.e. the Tethys Margin exorheic, Hudi (northern Sudan), Sudanese, and Albertine endorheic systems), 2) the Nile catchment progressively grew larger southwards since its first initiation in the Priabonian (38-37 Ma) by later capturing the three former endorheic systems, 3) the capture of the Sudanese Endorheic System occurred around 4 Ma (Pliocene), indicating the integration of the Ethiopian Plateau into the Nile system, and 4) finally, the current configuration of the Nile catchment was completed by the capture of the Albertine Endorheic System during the late Pleistocene (<1 Ma).