Relations entre les variations climatiques, les perturbations du cycle du carbone et les crises de la production carbonatée : application au Crétacé inférieur

Soutenue le 14 juin 2011

Début de thèse : octobre 2007

Financement : bourse régionale FABER

Directrice : Emmanuelle Vennin ; coencadrantes : Emmanuelle Pucéat et Emmanuella Matiolli

Le fichier au format PDF de la thèse est téléchargeable sur hal.

Résumé

Le Crétacé inférieur est ponctué de perturbations du cycle du carbone associées à des épisodes de préservation de matière organique et à des crises de la production carbonatée néritique et pélagique. Ces évènements coïncident également avec des refroidissements à très court terme (< 1 Ma) dont l’origine et les conséquences sont encore imprécises en raison de la faible résolution des courbes de températures dans les eaux de surface. Les études récentes réalisées à partir de modèles climatiques couplés à des modèles géochimiques laissent penser qu’une crise de la production carbonatée pourrait engendrer un refroidissement climatique sur une échelle de temps inférieure à 1 Ma (Donnadieu et coll, accepté). Basées sur les dépôts d’âge Valanginien des coupes de La Charce–Vergol et d’Ollioules (Sud-est de la France) et sur les sédiments de l’Aptien du sous-Bassin de Galvé (Nord-est de l’Espagne), des études stratigraphiques, paléoécologiques et géochimiques ont été menées pour établir les relations entre la production carbonatée et le climat au cours du Valanginien et de l’Aptien. Pour cela, des courbes de température à haute résolution pour les eaux de surface ont été établies et mises en regard des évolutions des producteurs néritiques et pélagiques de carbonate.
Le Valanginien et l’Aptien présentent tous deux des arrêts polyphasés de la production carbonatée néritiques. Certains arrêts précèdent des refroidissements à court terme, dont ceux datés du Valanginien supérieur, du début et de la fin de l’Aptien inférieur. Cette succession suggérerait un lien de cause à effet entre les crises de la production et les fluctuations climatiques. Toutefois, les refroidissements du Valanginien supérieur et de la fin de l’Aptien inférieur sont respectivement précédés par un enfouissement de matière organique continentale et océanique, qui est un processus pouvant également générer une diminution de CO₂ et un refroidissement.
Ce travail a permis de mettre en évidence les répercutions des changements climatiques sur la production carbonatée par l’intermédiaire de changements de producteurs dans les domaines néritiques et pélagiques.

Dans un premier temps, la mise en place de conditions froides au Valanginien supérieur et à la fin de l’Aptien inférieur est suivie de remplacements floro-fauniques caractérisés par l’évolution de communautés hétérozoaires à photozoaires. Les bouleversements observés suggèrent un changement drastique des conditions trophiques sous le développement de conditions arides relatives au refroidissement. Dans second temps, l’évolution des communautés pélagiques au Valanginien répondraient également aux changements climatiques : ces communautés marquées d’un déclin depuis la fin du Valanginien inférieur présentent une courte reprise du début au milieu du Valanginien supérieur. Cette reprise coïncide avec le développement de conditions froides et plus arides occasionnant des conditions trophiques plus faibles.

Mot-clés

Valanginien ;  Aptien ; crise des plates-formes carbonatées ; climat ; interaction production carbonatée-climat

Membres du jury

Thierry Adatte (université de Lausanne), examinateur
François Baudin (université de Paris VI), rapporteur
Jean-François Deconinck (université de Bourgogne), examinateur
Emanuela Mattioli (université de Lyon I), directrice
Bernard Pittet (université de Lyon I), examinateur
Emmanuelle Pucéat (université de Bourgogne), coencadrante
Cécile Robin (université de Rennes 1), rapporteur
Emmanuelle Vennin (université de Bourgogne), directrice
Aurélien Virgone (Total), examinateur

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octobre 2007

date_de_soutenance:

14 juin 2011

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Relations entre les variations climatiques, les perturbations du cycle du carbone et les crises de la production carbonatée : application au Crétacé inférieur

Soutenue le 14 juin 2011

Début de thèse : octobre 2007

Financement : bourse régionale FABER

Directrice : Emmanuelle Vennin ; coencadrantes : Emmanuelle Pucéat et Emmanuella Matiolli

Le fichier au format PDF de la thèse est téléchargeable sur hal.

Résumé

Le Crétacé inférieur est ponctué de perturbations du cycle du carbone associées à des épisodes de préservation de matière organique et à des crises de la production carbonatée néritique et pélagique. Ces évènements coïncident également avec des refroidissements à très court terme (< 1 Ma) dont l’origine et les conséquences sont encore imprécises en raison de la faible résolution des courbes de températures dans les eaux de surface. Les études récentes réalisées à partir de modèles climatiques couplés à des modèles géochimiques laissent penser qu’une crise de la production carbonatée pourrait engendrer un refroidissement climatique sur une échelle de temps inférieure à 1 Ma (Donnadieu et coll, accepté). Basées sur les dépôts d’âge Valanginien des coupes de La Charce–Vergol et d’Ollioules (Sud-est de la France) et sur les sédiments de l’Aptien du sous-Bassin de Galvé (Nord-est de l’Espagne), des études stratigraphiques, paléoécologiques et géochimiques ont été menées pour établir les relations entre la production carbonatée et le climat au cours du Valanginien et de l’Aptien. Pour cela, des courbes de température à haute résolution pour les eaux de surface ont été établies et mises en regard des évolutions des producteurs néritiques et pélagiques de carbonate.
Le Valanginien et l’Aptien présentent tous deux des arrêts polyphasés de la production carbonatée néritiques. Certains arrêts précèdent des refroidissements à court terme, dont ceux datés du Valanginien supérieur, du début et de la fin de l’Aptien inférieur. Cette succession suggérerait un lien de cause à effet entre les crises de la production et les fluctuations climatiques. Toutefois, les refroidissements du Valanginien supérieur et de la fin de l’Aptien inférieur sont respectivement précédés par un enfouissement de matière organique continentale et océanique, qui est un processus pouvant également générer une diminution de CO₂ et un refroidissement.
Ce travail a permis de mettre en évidence les répercutions des changements climatiques sur la production carbonatée par l’intermédiaire de changements de producteurs dans les domaines néritiques et pélagiques.

Dans un premier temps, la mise en place de conditions froides au Valanginien supérieur et à la fin de l’Aptien inférieur est suivie de remplacements floro-fauniques caractérisés par l’évolution de communautés hétérozoaires à photozoaires. Les bouleversements observés suggèrent un changement drastique des conditions trophiques sous le développement de conditions arides relatives au refroidissement. Dans second temps, l’évolution des communautés pélagiques au Valanginien répondraient également aux changements climatiques : ces communautés marquées d’un déclin depuis la fin du Valanginien inférieur présentent une courte reprise du début au milieu du Valanginien supérieur. Cette reprise coïncide avec le développement de conditions froides et plus arides occasionnant des conditions trophiques plus faibles.

Mot-clés

Valanginien ;  Aptien ; crise des plates-formes carbonatées ; climat ; interaction production carbonatée-climat

Membres du jury

Thierry Adatte (université de Lausanne), examinateur
François Baudin (université de Paris VI), rapporteur
Jean-François Deconinck (université de Bourgogne), examinateur
Emanuela Mattioli (université de Lyon I), directrice
Bernard Pittet (université de Lyon I), examinateur
Emmanuelle Pucéat (université de Bourgogne), coencadrante
Cécile Robin (université de Rennes 1), rapporteur
Emmanuelle Vennin (université de Bourgogne), directrice
Aurélien Virgone (Total), examinateur

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Relations entre les variations climatiques, les perturbations du cycle du carbone et les crises de la production carbonatée : application au Crétacé inférieur

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14 juin 2011

extrait:

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date_de_fin_these_numerique:

20110614

nom:

Bonin

titre:

Relations entre les variations climatiques, les perturbations du cycle du carbone et les crises de la production carbonatée : application au Crétacé inférieur