Révision du cadre de datation des processus géomorphologiques pendant l'Anthropocène – AVATAR

Les radionucléides artificiels associés aux retombées des essais d'armes nucléaires et, plus localement, des accidents de centrales nucléaires, sont omniprésents dans l'environnement partout dans le monde et constituent les marqueurs privilégiés ("clous d'or") des couches stratigraphiques de l'Anthropocène. Le début de leurs émissions a coïncidé avec la période de Grande Accélération qui a eu lieu après la Seconde Guerre mondiale et qui est caractérisée par une augmentation de la dégradation des sols, principalement déclenchée par un changement d’usage des terres. Le radiocésium et le plutonium liés aux particules de sol sont largement utilisés pour dater les archives sédimentaires modernes et reconstituer les taux de redistribution des sols pendant cette période. Cependant, la chronologie des retombées radioactives est mieux définie dans l'hémisphère nord, et on en sait beaucoup moins sur le cadre temporel et la distribution spatiale de leur dépôt dans l'hémisphère sud. Le consortium franco-suisse du projet AVATAR va donc combler cette importante lacune en compilant les données disponibles dans la littérature et dans les archives militaires récemment déclassifiées. Nos objectifs sont les suivants : (i) fournir la première carte de référence détaillée pour la surface terrestre de l'hémisphère sud des retombées de Cs-137 et de Pu-239+240, ainsi que les incertitudes associées, (ii) discriminer - grâce à l'utilisation de modèles de mélange rigoureux - les signatures des produits de fission qui dépendent des différents essais nucléaires atmosphériques menés près de l'équateur et dans l'hémisphère sud et (iii) d'appliquer ces bases de données revisitées pour reconstruire les taux d'érosion du sol, validant ainsi les évaluations obtenues par modélisation de l'érosion du sol et la datation des archives environnementales au cours de l'Anthropocène dans l'hémisphère sud. Sur la base d'une étude documentaire exhaustive, nous procéderons à l'échantillonnage de sols et de sédiments dans les zones identifiées comme présentant des lacunes en matière de données, nous analyserons ces échantillons pour y mesurer le césium et le plutonium afin de calculer les inventaires de ces radionucléides et la sources de ces retombées (c'est-à-dire la proportion des retombées mondiales dues aux essais de bombes nucléaires atmosphériques de l'URSS et des États-Unis avec un pic en 1963, et celle des retombées dues aux essais nucléaires français effectués plus tardivement entre 1966 et 1974 dans le Pacifique Sud). Des analyses spatiales seront menées pour fournir la première carte de référence des retombées de radiocésium et de plutonium dans l'hémisphère sud et pour améliorer la datation des carottes de sédiments grâce à l'incorporation de marqueurs temporels supplémentaires liés aux essais thermonucléaires français, plus tardifs. L’amélioration des connaissances de la distribution des retombées nucléaires dans l'espace et dans le temps sera mise à profit pour reconstruire la redistribution des sols pendant l'Anthropocène grâce à une combinaison innovante de modèles de conversion et d'érosion dans deux grands bassins fluviaux pilotes de l'hémisphère sud. Nous avons choisi le bassin du fleuve Uruguay au Brésil/Uruguay/Argentine, et le bassin du fleuve Piura/Catamayo en Equateur/Pérou où nous avons une expérience et des connaissances préliminaires sur la distribution des retombées de radionucléides et la modélisation de l'érosion. Le projet AVATAR proposera des méthodes originales pour valider la distribution spatiale et temporelle des reconstructions de transfert de sédiments dans ces grands bassins fluviaux au cours de l'Anthropocène. Enfin, les bases de données et les cartes compilées seront partagées avec une large communauté comprenant des atmosphériciens, des climatologues, des radio-toxicologues et des pédologues. Un réseau participatif pour mettre à jour cette base de données de radionucléides à l'échelle mondiale sera lancé à la fin du projet.