Impact des cycles glaciaires-interglaciaires sur l’érosion en Méditerranée Occidentale – EroMed

Motivation : Étant donné que la surface de la Terre est le seul endroit viable pour l'humanité, il est essentiel de prévoir comment elle répondra aux variations climatiques futures. Cela nécessite de comprendre comment les changements climatiques passés ont affecté les surfaces continentales. L'un des facteurs clés qui contrôlent la dynamique de surface et le climat à long terme est la dénudation, à savoir la somme de l'érosion physique et des altérations chimiques. Cependant, l'impact des variations climatiques sur la dénudation au cours des temps géologique reste mal compris et controversé (Herman et Champagnac, 2016 vs Willenbring et Jerolmack, 2016). Ceci est particulièrement vrai pour le rôle des des cycles glaciaires interglaciaires sur la dénudation. Ces cycles climatiques ont affecté la Terre avec une rythmicité de 100 kyr et des amplitudes de température de 8 ° C (avec des disparités régionales importantes) au cours du dernier million d'années. Selon certains auteurs (par exemple Molnar, 2004; Herman et al., 2013), l'apparition de ces fluctuations glaciaires a entraîné une augmentation majeure de la dénudation dans le monde entier, tandis que d'autres (par exemple Willenbring et von Blanckenburg, 2010) soutiennent que ces changements climatiques n'ont eu aucun impact. Cette controverse est due en partie à des biais méthodologiques et au fait que la tectonique peut cacher le forçage climatique sur de longues échelles de temps.
Pour résoudre ce débat, nous avons besoin d'enregistrements fiables des taux d'érosion à haute résolution, sur des archives sédimentaires qui documentent précisément l'effet des cycles glaciaires interglaciaires, indépendamment du forçage tectonique. Au cours des dernières années, notre équipe du CRPG a été pionnière en montrant que les nucléides cosmogèniques peuvent être utilisés comme des traceurs fiables des paleo-érosions.

Objectifs du projet : Dans ce projet, nous étudierons l'impact des variations glaciaires-interglaciaires sur l'érosion. Pour cela, nous mesurerons le 10Be in situ dans des quartz sédimentaires marins bien datés dans des contextes qui ont subi des variations majeures d'englacement, à la fois au cours des grands cycles glaciaires-interglaciaires (100 kyr) et au cours des fluctuations climatiques millénaires à court terme (cycles de Dansgaard-Oeschger). Sur ces échelles de temps, l'impact de la géodynamique peut être considéré comme négligeable. D'autres questions seront appréhendées : Quel est l'effet saisonnier sur les concentrations de 10Be ? Quel est l'impact de la taille du bassin hydrographique sur le temps de transfert des sédiments ? La granulométrie des sédiments a-t-elle un effet systématique sur les concentrations de 10Be dans le quartz ?

Matériel et méthodes : Nous appliquerons cette approche sur les sédiments modernes et anciens de 3 bassins hydrographiques de la Méditerranée qui ont des tailles, des altitudes et des caractéristiques climatiques différentes : le Rhône (sur une période de 0-25 ka), le Var (0-70 ka) et le Golo (0-500 ka). Nous combineront plusieurs méthodes complémentaires: (i) la géomorphologie pour collecter des échantillons dans les bassins hydrographiques modernes, (ii) l'analyse des bassins versants par SIG (Systèmes d'Information Géographiques), (iii) le traçage des roche érodées (e.g. isotopes du Nd), iv) la sédimentologie marine, V) l'analyse des nucléides cosmogéniques in situ 10Be, 26Al (et 14C) dans les quartz issus des carottes sédimentaires, vi) la modélisation numérique pour hiérarchiser les effets de plusieurs paramètres clés : ligne d'équilibre des glaciers, température, quantité et répartition des précipitations, substrat géologique, végétation.

Impacts sociétaux des résultats : Notre capacité à comprendre la manière dont les sols réagissent aux changements climatiques est importante car ce savoir peut avoir des implications majeures sur l'évaluation des risques, l'urbanisation et les politiques agricoles.