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Soutenance de thèse de Guillaume Morin

Mercredi 9 décembre 2015 à 10h, amphi du CRPG

L’érosion et l’altération en Himalaya et leur évolution depuis le tardi-Pléistocène : Analyse des processus d’érosion à partir de sédiments de rivière actuels et passés au Népal central

Résumé

L’altération chimique et l’érosion physique de la croûte continentale mobilisent de grandes quantités de matière sous formes solide et dissoute. Première productrice de sédiments sur le globe, la chaîne Himalayenne délivre 1 Gt/a de sédiments aux océans. L’importance des différents facteurs qui contrôlent les flux érodés et celle des processus d’érosion (glaciers, glissements de terrain, sols) sont pourtant encore mal définies. Il en va ainsi des facteurs climatiques, en particulier de leur impact au cours des transitions climatiques. Afin de répondre à ces questions, ce travail s’attache à comparer la composition géochimique des produits de l’érosion à celles des sédiments actuels de rivière et des archives sédimentaires de la plaine du Gange.

Un premier bilan des processus d’érosion a été établi petite échelle dans le bassin Haut-Himalayan de la Khudi. L’érosion actuelle conséquente de ce bassin de 3mm/a se produit lors de la mousson, correspond pour l’essentiel à l’érosion des sols et surtout à l’intense activité d’une zone de glissement de terrain. Grâce au développement d’une nouvelle méthode de destruction de la matière organique, la mesure de l’hydratation des silicates a pu être utilisée comme traceur inédit des sols. Sur cette base, l’inversion des compositions des sédiments de la rivière démontre que l’érosion physique est dominée à 80% par le glissement de terrain, l’érosion de sols étant mineure et comparable aux taux d’érosion des autres bassins alentours. L’érosion chimique qui conduit à un flux d’éléments dissous de 7.9 kt/a (soit une érosion équivalente de 0.02 mm/a) semble dériver de l’altération profonde du substrat rocheux. Néanmoins les flux d’éléments dissous dessinent également une relation marquée avec les flux particulaires durant la mousson, suggérant une altération additionnelle des sédiments au cours du transport fluvial.

Une approche similaire a ensuite été menée à l’échelle plus vaste du bassin de la Narayani drainant l’ensemble du Népal central. Grâce à des mesures de courant par ADCP combinées à l’échantillonnage de sédiments en profondeur, un modèle de transport sédimentaire a été utilisé pour intégrer les flux sédimentaires en profondeur et ainsi réviser le taux d’érosion moyen sur le bassin versant à une valeur de 1.7 mm/a, proche des taux d’érosion long-terme. Un système géochimique associant la mesure du δD des silicates associée aux concentrations en carbonate s’est révélé un traceur diagnostique de l’érosion glaciaire dans le Nord du bassin, tandis que la teneur en matière organique du sédiment a pu être utilisée comme traceur des sols. L’analyse temporelle des flux de sédiments, de leur composition et du signal granulométrique, a ainsi permis d’établir que seule une faible fraction des sédiments (<20%) provenait de l’érosion par les glaciers et les sols. À l’échelle du Népal central, l’érosion physique semble donc également dominée par les glissements déclenchés lors de la période de mousson.

Le grand cône alluvial de la Narayani-Gandak, situé au débouché de cette rivière dans la plaine du Ganges, a enregistré l’histoire récente de l’érosion du Népal central. Trois forages réalisés dans ce méga-cône permettent ainsi d’étudier l’évolution de l’altération et de l’érosion en Himalaya au cours du tardi-Pléistocène. Ces dépôts sédimentaires révèlent une étonnante stabilité depuis 45 ka de la géochimie, des provenances et du degré d’altération des sédiments. Seule l’intensité de l’érosion mesurée par isotopes cosmogéniques semble augmenter au cours de l’Holocène.

Par contraste, l’évolution très récente de la distribution de l’érosion dans la chaîne est marquée par un accroissement (x3) de la proportion de matériel des régions basses et plus peuplées de l’Himalaya, montrant que les activités anthropiques, via notamment une forte croissance du réseau routier durant la dernière décennie, ont eu un impact beaucoup plus marqué sur l’érosion que la dernière transition climatique Pléisto-Holocène.

Jury

François CHABAUX (LHyGeS Strasbourg), rapporteur
Jérôme GAILLARDET (IPG Paris), rapporteur

Albert GALY (Professeur, CRPG CNRS-UL), examinateur
Pascale HUYGHE (ISTerre Grenoble), examinateur

Rajiv SINHA (IITK Kanpur, Inde), invité

Christian FRANCE-LANORD (CRPG CNRS-UL), directeur de thèse
Jérôme LAVÉ (CRPG CNRS-UL), directeur de thèse




publié dimanche 29 novembre 2015