Weathering and climate in the Himalaya since the Miocene - Insights from foreland basin sediments

Résumé : La chaîne himalayenne est influencée par le climat global et régional et joue un rôle de barrière orographique pour les circulations atmosphériques. Son évolution tectonique et la mousson asiatique qui l’affecte en font un laboratoire idéal pour les études du lien entre la tectonique, le climat et l’érosion et leurs implications pour l’altération. Des variations latérales de taux d’exhumation ont été documentées et des études paléoclimatiques ont été réalisées dans les parties centrale et occidentale de la chaîne, mais l’initiation, l’évolution et les caractéristiques de la mousson sont encore débattues. Les intensités et les taux d’altération engendrés ont été peu étudiés, surtout dans la partie orientale de l’Himalaya.Cette thèse se focalise sur les variations latérales d’Ouest en Est de l’altération, de la végétation (évolution C3/C4) et du climat, le long de l’Himalaya depuis le Miocène à partir de l’enregistrement sédimentaire du bassin d‘avant-pays. Les données apportent des nouvelles avancées pour la compréhension de l’évolution de la mousson asiatique. Pour ce travail, j’ai étudié trois coupes pré-Siwalik et Siwalik dans l’ouest de la chaîne (les coupes Joginder Nagar, Jawalamukhi et Haripur Kolar à Himachal Pradesh, Inde), qui documentent un enregistrement sédimentaire de 20 Ma, et une coupe dans l’est (la coupe de la Kameng à Arunachal Pradesh), qui quant à elle documente 13 Ma.Les isotopes stable du carbone de la matière organique ont été utilisés pour reconstruire des changements de la végétation C3 à C4 et montrent des variations importantes entre l’ouest et l’est de la chaîne, avec une augmentation brutale des valeurs dans l’ouest à ~7 Ma, ce qui indique un changement de végétation des plantes C3 à C4. Au contraire, aucune variation n’est notée dans l’est, ce qui indique que la partie orientale caractérisée par une végétation C3 ne subit pas de changement majeur de végétation. Les variations indiquent un « asséchement » du climat et notamment une plus grande saisonnalité dans la partie occidentale de la paléoplaine. La partie orientale reste trop humide pour une évolution vers une végétation en C4, sans doute à cause de la proximité de source d’humidité du Golfe du Bengale.Le long de la coupe orientale de la Kameng, il a été nécessaire d’étudier les changements de provenance et la diagenèse, pour les éliminer, avant de reconstruire les paléo-régimes d’altération. L’analyse des minéraux lourds a permis de repérer les changements de source et de montrer que seule la partie basse de la coupe a été influencée par la diagenèse. L’évolution de la minéralogie des argiles et des éléments majeurs montre que l’altération augmente avec le temps avec une période remarquable à ~8 Ma.La compilation des trois coupes occidentales représente l’enregistrement le plus long du bassin d’avant-pays himalayen avec une durée de 20 Ma. L’évolution des argiles montre une tendance similaire entre les parties occidentale et l’orientale du bassin d’avant-pays, impliquant l’évolution vers un climat plus saisonnier à partir de ~8 Ma. Les éléments majeurs indiquent une augmentation du taux d’altération avec le temps, la partie occidentale étant généralement plus altérée que la partie orientale. Les résultats des éléments majeurs et des argiles sont cohérents avec les interprétations des isotopes stables du carbone, qui indiquent un climat plus saisonnier dans l’ouest.Enfin, une nouvelle approche permettant de reconstruire les taux d’altération à partir de la composition isotopique du lithium a été testée pour la première fois dans les sédiments miocènes du bassin d’avant-pays. Les résultats montrent à nouveau un changement dans l’ouest de la chaîne, où les valeurs isotopiques deviennent plus positives avec le temps, alors que les valeurs dans l’est restent stables. Dans l’ouest, le facteur limitant du système limitant devient l’altération, alors que dans l’est le facteur limitant est l’apport.
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Earth Sciences. Université Grenoble Alpes, 2016. English. 〈NNT : 2016GREAU033〉
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Soumis le : jeudi 13 juillet 2017 - 15:13:10
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Natalie Vögeli. Weathering and climate in the Himalaya since the Miocene - Insights from foreland basin sediments. Earth Sciences. Université Grenoble Alpes, 2016. English. 〈NNT : 2016GREAU033〉. 〈tel-01562043〉

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