thèse d'Élise Chenot

Changements climatiques et océanographiques au cours du campanien. Approche couplée minéralogie et géochimie

Financement : contrat doctoral, université de Bourgogne Franche-Comté

Directeur : Jean-François Deconinck

Début de la thèse : octobre 2014

Soutenue le 28 mai 2018

 

Résumé

Les causes du refroidissement climatique global qui caractérisent le Crétacé supérieur (~100 – 65 Ma) ne sont pas encore bien établies. L’évolution de la courbe des températures des eaux de fond et de surface des océans montre une accélération de ce refroidissement au cours du Campanien (~84 Ma), aussi l’objectif de ce travail était-il d’explorer les causes possibles de ce refroidissement en se focalisant sur l’étude des sédiments d’âge Campanien de divers bassins sédimentaires téthysiens, boréaux et atlantiques.

Le premier objectif fut de déterminer l’extension spatiale des changements de cortèges argileux dans la Téthys et le domaine boréal. La minéralogie des argiles de plusieurs sites (hémi)pélagiques, sélectionnés selon un transect N-S de 5 à 45° N, a révélé une intensification de l’altération continentale au Campanien, marquée notamment par des apports accrus de kaolinite. Au cours du temps, ces apports liés au soulèvement de nouveaux domaines continentaux semblent se propager du Sud au Nord. Cette propagation est très certainement gouvernée par le mouvement antihoraire de la plaque africaine et de son rapprochement progressif de la plaque européenne. L’intensification de l’altération continentale semble aussi s’accompagner de la mise en place d’une ceinture climatique plus humide à l’origine du développement des bauxites.

Le Campanien est également marqué par d’importantes modifications paléogéographiques, telles que l’élargissement de l’Atlantique Sud et Nord ainsi que la restriction du domaine téthysien. Le déplacement des masses continentales est probablement à l’origine d’une réorganisation majeure des courants océaniques. Dans le domaine téthysien, au Crétacé supérieur la courantologie est dominée par le « Tethyan Circumglobal Current » (TCC), courant latitudinal traversant l’océan téthysien et le passage des Caraïbes, d’est en ouest, qui semblerait s’intensifier au Campanien. Nous avons donc tenté de reconstituer l’évolution de la circulation profonde du TCC au cours du Crétacé supérieur, grâce une approche fondée sur les isotopes du néodyme (Nd). L’évolution de l’εNd des eaux de fond locales de trois sites (hémi)pélagiques situés sur le trajet potentiel de ce courant a été analysé à partir de la fraction carbonatée des sédiments : la coupe de Shahneshin à l’entrée du corridor téthysien (bassin du Zagros, Iran), la coupe de Gubbio – la Bottaccione dans la Téthys centrale (bassin des Marches – Ombrie, Italie) et le forage DSDP Site 146 dans le passage des Caraïbes (bassin du Venezuela, mer des Caraïbes). L’εNd de la fraction résiduelle des sédiments a également été déterminée, afin de discuter l’impact potentiel des échanges locaux eau-sédiments. L’évolution de l’εNd des eaux de fond locales, couplée à la minéralogie des argiles et à celle de l’εNd des résidus a révélé que les signatures minéralogiques et géochimiques des sites de Shahneshin et 146 semblent être affectées de façon significative par des processus locaux (tectonique, volcanisme). Une augmentation de l’écart entre l’εNd de l’eau de fond locale et des résidus est cependant compatible avec des apports accrus d’eaux du Pacifique dans l’est de la Téthys au cours du Campanien. Le site de Gubbio semble quant à lui recevoir des apports d’eaux atlantiques en profondeur, suggérant que si le TCC est présent dans cette région, il n’atteint pas la base de la colonne d’eau au niveau de ce site.

 

Jury

Thierry Adatte – examinateur
François Baudin – examinateur
Jean-François Deconinck – directeur de thèse
Marc Derafelis – rapporteur
Nicolas Thibault – examinateur
Emmanuelle Pucéat – co-encadrante
Johan Yans – rapporteur