Dynamique sédimentaire, érosion physique et altération chimique dans le système himalayen - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

Dynamique sédimentaire, érosion physique et altération chimique dans le système himalayen

Résumé

Chemical weathering of the earth crust supplies the essentiel elements for numerous biogeochemical cycles. Physical erosion of large orogens, such as the Himalayan range, is accompanied by significant weathering fluxes possibly affecting the global environment. The objective of this PhD is to understand how surface processes affect river sediment properties in order to asses current erosion and weathering rates but also to decipher their past variations. To answer this question we studied the transport dynamics, the physical and the geochemical characteristics of the sediments in the Ganga basin. This study suggests that about 10% of the flux eroded in the Himalayas is currently stored in the Ganga floodplain. By comparing this flux to the weathering flux of the Himalayan range, we show that River sediments are progressively depleted in the most mobile elements, as weathering proceeds during transfer in the floodplain. By comparing this flux to the weathering flux of the Himalayan range, we show that floodplain weathering is predominant in weathering Himalayan sediments. Cation exchange occuring when Ganga and Brahmaputra (G&B) sediments enter the marine environment are limited and enhances the long term carbon storage, linked to silicate weathering by only ca. 20%. Finally, the Bay of Bengal sedimentary record, which documents the last 20 000 years of Himalayan erosion shows that the sediments exported during the last glacial maximum (LGM) were significantly less weathered compared to the sediments currently exported. The Himalayan system is thus not buffered towards the high frequency climate forcing changes of the Quaternary and modern weathering rates cannot easily be extrapolated over the past.
L'altération chimique de la croûte terrestre fournit à l'ensemble des cycles bio-géochimiques de la surface les éléments essentiels à leur fonctionnement. L'érosion de grands orogènes, comme la chaîne Himalayenne s'accompagne de flux d'érosion et d'altération significatifs, susceptibles d'avoir un impact à l'échelle globale. L'objectif de cette thèse est de comprendre comment les processus physiques et chimiques façonnent le signal sédimentaire afin de quantifier l'érosion et l'altération actuelle ainsi que leurs variations passées. L'étude détaillée de la dynamique du transport sédimentaire et des caractéristiques physiques et géochimiques des sédiments dans le bassin du Gange montre qu'actuellement environ 10% du flux sédimentaire érodé en Himalaya est séquestré dans la plaine alluviale du Gange. L'utilisation des isotopes cosmogéniques dans les sédiments de rivières montrent des taux d'érosion stables entre 1.3 et 1.4 mm par an pour l'ensemble de la châine drainée par le Gange. De plus, le transfert de sédiments dans la plaine s'accompagne d'un appauvrissement en éléments mobiles marquant l'altération chimique de ceux-ci. Cette altération a été quantifié et suggère que la plaine du Gange joue un rôle dominant dans l'altération des sédiments Himalayens. Les échanges cationiques lors du passage des sédiments au domaine marin restent limités dans le cas du système Himalayen et ne permettent d'augmenter le bilan de stockage de carbone à long terme que de 20% environ. Enfin, l'enregistrement de la Baie du Bengale, qui couvre les produits issus de l'érosion Himalayenne sur les derniers 20 000 ans, montre que les sédiments exportés au Dernier Maximum Glaciaire (DMG) étaient significativement moins altérés qu'à l'actuel. Le système Himalayen n'est donc pas tamponné vis-à-vis des forçages climatiques à haute fréquence de Quaternaire et les taux d'altération actuels ne peuvent être extrapolés dans le passé.
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  • HAL Id : tel-01749558 , version 1

Citer

Maarten Lupker. Dynamique sédimentaire, érosion physique et altération chimique dans le système himalayen. Sciences de la Terre. Institut National Polytechnique de Lorraine, 2011. Français. ⟨NNT : 2011INPL038N⟩. ⟨tel-01749558⟩
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