{"id":5229,"date":"2020-08-28T09:53:10","date_gmt":"2020-08-28T07:53:10","guid":{"rendered":"http:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=5229"},"modified":"2020-08-28T09:53:10","modified_gmt":"2020-08-28T07:53:10","slug":"interactions-between-tectonics-climate-and-erosion-a-case-study-of-the-central-andes-using-low-temperature-thermochronology","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2020\/08\/interactions-between-tectonics-climate-and-erosion-a-case-study-of-the-central-andes-using-low-temperature-thermochronology\/","title":{"rendered":"Interactions Between Tectonics, Climate and Erosion : A Case Study of the Central Andes Using Low-Temperature Thermochronology"},"content":{"rendered":"<p><em>Th\u00e8se soutenue par Nadja F. STALDER, le 10 septembre 2020, Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST)<\/em><\/p>\n<p>La topographie de la Terre est d\u00e9termin\u00e9e par les forces tectoniques et les processus d\u2019\u00e9rosion. La tectonique des plaques contr\u00f4le la distribution et les positions des continents et cr\u00e9e les montagnes, les oc\u00e9ans et les \u00eeles. Comme elle r\u00e9git l\u2019activit\u00e9 volcanique et la vitesse d\u2019expansion des fonds oc\u00e9aniques, elle est aussi le contributeur principal de l\u2019\u00e9mission de CO<sub>2<\/sub> dans l\u2019atmosph\u00e8re, ce qui d\u00e9termine la temp\u00e9rature et donc le climat. De plus, la cr\u00e9ation des montagnes alt\u00e8re la circulation atmosph\u00e9rique: le relief agit comme une barri\u00e8re qui emp\u00eache le transport d\u2019humidit\u00e9 d\u2019un versant \u00e0 l\u2019autre. Le climat, en revanche, contr\u00f4le l\u2019\u00e9rosion et la s\u00e9dimentation et peut donc changer le bilan de masse dans les cha\u00eenes de montagnes. Bien que pr\u00e9dites par des mod\u00e8les num\u00e9riques, ces interactions sont tr\u00e8s rarement observ\u00e9es sur le terrain. Cette \u00e9tude pr\u00e9sente l\u2019utilisation de la thermochronologie pour mieux comprendre les relations entre le climat, la tectonique et l\u2019\u00e9rosion.<\/p>\n<p>Les Andes d\u2019Am\u00e9rique du Sud s\u2019\u00e9tendent sur plus de 7000 km le long de la marge de subduction chilienne, traversent plusieurs zones climatiques, du d\u00e9sert d\u2019Atacama \u00e0 l\u2019Antarctique, et pr\u00e9sentent des altitudes moyennes sup\u00e9rieures \u00e0 4000 m.s.m. Dans ce travail, j\u2019utilise les Andes centrales (latitude 18-36\u00b0 S) pour \u00e9tudier les influences respectives du climat et de la tectonique sur l\u2019\u00e9rosion \u00e0 diff\u00e9rentes \u00e9chelles spatiales (quelques km \u00e0 l\u2019\u00e9tendue d\u2019une cha\u00eene) et temporelles (milliers \u00e0 millions d\u2019ann\u00e9es). Les taux d\u2019\u00e9rosion sont quantifi\u00e9s par la mod\u00e9lisation des donn\u00e9es thermochronologiques et compar\u00e9s aux histoires climatiques et tectoniques issues des observations s\u00e9dimentaires.<\/p>\n<p>Tout d\u2019abord, je pr\u00e9sente 238 nouveaux \u00e2ges thermochronologiques qui sont ajout\u00e9s \u00e0 744 \u00e2ges issus de la litt\u00e9rature. Ces \u00e2ges permettent de quantifier les taux d\u2019\u00e9rosion des Andes centrales au cours des 80 derniers millions d\u2019ann\u00e9es. L\u2019\u00e9tude des corr\u00e9lations entre l\u2019\u00e9volution des taux d\u2019\u00e9rosion et les changements tectoniques et climatiques r\u00e9v\u00e8le que l\u2019activit\u00e9 tectonique soutient un taux d\u2019\u00e9rosion de base qui est fortement impact\u00e9 par le climat. Les taux d\u2019\u00e9rosion dans la partie Nord-Ouest des Andes centrales sont petits (&lt; 0.2 mm\/an) \u00e0 cause des pr\u00e9cipitations r\u00e9duites et de la faible activit\u00e9 tectonique. Au contraire, les taux d\u2019\u00e9rosion dans la partie Est refl\u00e8tent le d\u00e9but et la propagation de la d\u00e9formation vers l\u2019Est et sont augment\u00e9s par l\u2019\u00e9tablissement du syst\u00e8me de mousson sud-am\u00e9ricaine il y a environ 10 millions d\u2019ann\u00e9es. Les taux d\u2019\u00e9rosion les plus \u00e9lev\u00e9s sont observ\u00e9s pendant les deux derniers millions d\u2019ann\u00e9es. Ils proviennent des r\u00e9gions qui sont tectoniquement actives et qui re\u00e7oivent des pr\u00e9cipitations abondantes et\/ou qui \u00e9taient autrefois glaciaires.<\/p>\n<p>Dans la deuxi\u00e8me partie, je concentre mes recherches sur une zone d\u2019\u00e9tude plus petite (33-35\u00b0 S). Elle pr\u00e9sente un fort gradient Nord-Sud de pr\u00e9cipitations dans un cadre tectonique d\u00e9j\u00e0 bien \u00e9tudi\u00e9. Suite \u00e0 une expansion vers le Nord de l\u2019influence des vents d\u2019Ouest, les pr\u00e9cipitations dans cette r\u00e9gion ont augment\u00e9 pendant les p\u00e9riodes glaciales, ce qui a entra\u00een\u00e9 l\u2019avancement des glaciers. Ici, j\u2019applique un nouveau thermochronom\u00e8tre, bas\u00e9 sur la thermoluminescence, qui permet d\u2019obtenir des s\u00e9ries temporelles des taux d\u2019\u00e9rosion sur les derni\u00e8res 100\u2019000 ann\u00e9es. Je constate que les taux d\u2019\u00e9rosion \u00e9taient \u00e9lev\u00e9s (40-60 mm\/an) il y a plus de 40\u2019000 ans et sont plus faibles (~4 mm\/an) dans des p\u00e9riodes plus r\u00e9centes. La diminution des taux d\u2019\u00e9rosion correspond \u00e0 la fin de la derni\u00e8re p\u00e9riode glaciaire, lorsque les glaciers ont recouvert une grande partie de la Terre. Les taux d\u2019\u00e9rosion \u00e9lev\u00e9s pendant cette p\u00e9riode sont alors expliqu\u00e9s par l\u2019apparition d\u2019\u00e9rosion glaciaire et l\u2019augmentation des pr\u00e9cipitations. Cependant, la r\u00e9gion \u00e9tudi\u00e9e est et a \u00e9t\u00e9 tectoniquement active. Donc, on ne peut pas exclure que le soul\u00e8vement des roches, induit par la tectonique, soit le facteur principal contr\u00f4lant les taux d\u2019\u00e9rosion \u00e9lev\u00e9s observ\u00e9s au cours des deux derniers millions d\u2019ann\u00e9es. Pour v\u00e9rifier si les \u00e2ges thermochronologiques observ\u00e9s dans cette r\u00e9gion peuvent \u00eatre expliqu\u00e9s par l\u2019activit\u00e9 tectonique, j\u2019utilise un mod\u00e8le pour pr\u00e9dire les \u00e2ges attendus par cette activit\u00e9. Le r\u00e9sultat montre un d\u00e9calage important entre les \u00e2ges observ\u00e9s et les \u00e2ges pr\u00e9vus. Cela indique que l\u2019activit\u00e9 tectonique ne peut pas \u00eatre la raison principale des taux d\u2019\u00e9rosion \u00e9lev\u00e9s.<\/p>\n<p>Cette \u00e9tude conforte l\u2019id\u00e9e que le refroidissement global et le d\u00e9but des glaciations ont eu un impact prononc\u00e9 sur l\u2019ampleur de l\u2019\u00e9rosion pendant les deux derniers millions d\u2019ann\u00e9es dans les r\u00e9gions montagneuses.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Th\u00e8se soutenue par Nadja F. STALDER, le 10 septembre 2020, Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST) La topographie de la Terre est d\u00e9termin\u00e9e par les forces tectoniques et les processus d\u2019\u00e9rosion. La tectonique des plaques contr\u00f4le la distribution et les positions des continents et cr\u00e9e les montagnes, les oc\u00e9ans et les \u00eeles. 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