The Messinian Ebro River incision

La crise de Salinité Messinienne (5.97-5.33 Ma), jalon majeur au sein de l’histoire Méditerranéenne, est au cœur de notre étude : la chute drastique du niveau marin, via la fermeture temporaire de ce qui était à cette époque le détroit de Gibraltar, va entraîner une érosion régressive de l’ensemble des systèmes fluviatiles avec le rejet en mer des sédiments érodés. Ainsi le canyon Messinien du Rhône est cartographié à terre sur plus de 480km en amont de son embouchure Messinienne. Sur la péninsule Ibérique, cependant, les témoins terrestres du canyon de l’Ebre Messinien restent rares et ne dépassent pas la barrière montagneuse Catalane, distante de moins de 50 km depuis la côte actuelle.

Notre étude se focalise sur sa cartographie en mer et ses dépôts associés, grâce à un large set de données sismiques et de forages industriels. L’aire étudiée comprend les bassins Valence (peu profond), Minorque (intermédiaire) et Liguro-Provençal (profond), dont les zones de fractures Central et Nord-Baléare contrôlent leurs enfouissements différentiels au Néogène.

Notre étude identifie en mer le système fluviatile préservé Messinien de l’Ebre et ses dépôts détritiques associés. Nos résultats complètent les précédentes interprétations et mettent en lumière un système fluviatile incisé associé à des dépôts détritiques. Depuis les contreforts de la chaîne Catalane jusqu’à son embouchure, située à la transition entre les bassins de Valence et Minorque, notre étude exhume un système fluviatile long de plus de 270 km et de même ordre de grandeur que le fleuve Messinien du Rhône.

La présence de nombreux sauts topographiques lors de l’événement Messinien, associé à une chute drastique du niveau marin relatif, a contrôlé la mise en place des dépôts Messinien et le réseau fluviatile associé. Ces seuils jouent un rôle prépondérant dans l’érosion régressive du fleuve de l’Ebre Messinien en limitant son extension à terre et au contraire en déportant son érosion en mer, au sein du bassin actuel de Valence, à l’inverse des fleuves Messinien du Rhône et du Nil.

Ainsi, non seulement la localisation de l’embouchure du fleuve, témoin du plus bas niveau marin lors du paroxysme de la crise, suggère une chute marine maximale de l’ordre de – 1100 m par rapport au niveau marin actuel, mais cette étude confirme l’ouverture du bassin de l’Ebre à la Méditerranée au moins lors du paroxysme de la Crise.

Global and Planetary Science, v. 181
1 octobre 2019

Quantifying biogenic versus detrital carbonates on marine shelf: an isotopic approach

Le budget terrigène des marges passives enregistre les variations des flux sédimentaires passés et,peut donc,être utilisé pour déduire les variations passées des processus de déformation de la surface de la Terre ou du changement climatique. L’obtention d’estimations précises de ces flux de sédimentaire,sur différentes périodes et échelles spatiales, est donc cruciale. Traditionnellement, la détermination du volume des sédiments ne considère que l’accumulation siliso-clastique, la fraction de carbonate (c-à-d CaCO3) étant considérée comme une production in situ. Nous proposons ici une nouvelle méthodologie géochimique pour déchiffrer et quantifier la quantité de carbonates détritiques, en oppositionaux carbonates biogéniques produits in situ, préservés sur les marges continentales. Cette approche isotopique permet de prendre en compte l’export de carbonates du continent vers le domaine océanique,et ainsi d’en étudier les effets sur les bilans sédimentaires. Cette étude, située dans le golfe du Liondont plus de 50% des roches exposées aux processus d’érosion sont carbonatées, est basée sur un forage sédimentaire situé près de la rupture du plateau et couvrant les 500 000 dernières années. Les isotopes de strontium (87Sr/86Sr) de la fraction carbonatée sont nettement moins radiogéniques que l’eau de mer (c.-à-d. entre 0,70809 et 0,708580 alors que l’eau de mer a une composition isotopique de 7092). De plus, ces dernières présentent des fluctuations en accord avec les variations stratigraphiques et climatiques. Ces résultats suggèrent une exportation importante et insoupçonnée de carbonates détritiques du bassin versant durant les conditions glaciaires (entre 55 et 85% de la fraction de carbonates sédimentaires) et interglaciaires (entre 30 et 50%). Ainsi, non seulement les flux de carbonates détritiques doivent être pris en compte dans les calculs de flux de sédiments, mais ces résultats suggèrent également que les composants carbonates détritiques pourraient potentiellement avoir une forte influence sur les compositions isotopiques du Sr lorsque ces derniers sont obtenus à partir d’échantillon total, tels que l’intégralité de l’enregistrement chimiostratigraphique du Sr au Précambrien.

Pasquier-et-al-2019-Carboflux

3 juillet 2019

Leroy et al. 2018

Variations long-terme et saisonnières de la fréquence de vocalisations de grandes baleines dans l’océan Indien austral

Résumé

Sept ans d’enregistrements acoustiques continus sur 6 sites dans l’océan Indien austral révèlent une diminution régulière, de quelques dixièmes de Hertz par an, de la fréquence de vocalisations de 5 espèces de rorquals bleus. Cette diminution traduirait des changements à long terme de propriétés acoustiques de l’océan ou une abondance croissante de ces grandes baleines depuis l’arrêt de leur chasse. Ces enregistrements acoustique révèlent également une variation saisonnière de fréquence, corrélée aux variations du bruit ambiant engendrées par la présence saisonnière d’icebergs, source majeure de bruit dans l’océan austral.

Travail réalisé au cours du Doctorat d’Emmanuelle Leroy au LGO (2014-2017)

Abstract

Seven years of continuous acoustic recordings at 6 sites in the Southern Indian Ocean show a steady decrease, by a few tenths of a Hertz per year, in the vocalization frequency of 5 blue whale species. This decrease would reflect long-term changes in the acoustic properties of the ocean or an increasing abundance of these large whales since whaling ban. These acoustic records also reveal a seasonal variation in frequency, correlated with variations in ambient noise caused by the seasonal presence of icebergs, a major source of noise in the Southern Ocean.

Work carried out during Emmanuelle Leroy’s PhD at the LGO (2014-2017)

(Gauche) Diminution linéaire de fréquence de 0.14 Hz/an de l’unité A de la vocalisation de la baleine bleue antarctique (en rouge, nos observations ; en noir, observations antérieures au large du cap Leeuwin en l’Australie). A la décroissance inter-annuelle de la fréquence, se superpose des variations saisonnières. Figure de l’article.

(Droite) Vocalisations stéréotypées d’une baleine bleue antarctique, dans un diagramme temps-fréquence (séquence de plusieurs appels répétés toutes les minutes). Celles-ci sont communément appelées « cris en Z » ou « Z-calls » en raison de leur forme dans cette représentation.  Le diagramme de gauche montre l’évolution de la fréquence de l’unité A autour de 26-27 Hz.  

(Left) Linear frequency decrease of 0.14 Hz/year of unit A of the Antarctic blue whale vocalization (in red, our observations; in black, previous observations off Cape Leeuwin in Australia). Seasonal variations are superimposed on the interannual decrease in frequency. Figure from the paper.

(Right) Stereotypical vocalizations of an Antarctic blue whale in a time-frequency diagram (sequence of several calls repeated every minute). They are commonly referred to as « Z-calls » because of their shape in this representation.  The diagram on the left shows the evolution of the frequency of unit A near 26-27 Hz.

Liens / Links

Contacts

Emmanuelle Leroy (firstname.lastname@unsw.edu.au)

Jean-Yves Royer (first-name.lastname@univ-brest.fr)

Preuves d’une cristallisation extrêmement rapide de l’océan de magma et de la formation d’une croûte sur Mars

Laura C. Bouvier, Maria M. Costa, James N. Connelly, Ninna K. Jensen, Daniel Wielandt, Michael Storey, Alexander A. Nemchin, Martin J. Whitehouse, Joshua F. Snape, Jeremy J. Bellucci, Frédéric Moynier, Arnaud Agranier, Bleuenn Gueguen, Maria Schönbächler & Martin Bizzarro

Résumé

Une équipe internationale incluant des chercheurs de l’Institut de Physique du Globe de Paris et de l’Institut Universitaire Européen de la Mer de Brest a mis en évidence les plus vieux matériaux martiens, des grains de zircons datant d’environ 4476 millions d’années, découverts dans une météorite communément appelée « Black Beauty ». Ces grains sont environ 100 millions d’années plus anciens que les plus vieux matériels terrestres connus. L’étude chimique de ces zircons a de plus permis de démontrer qu’ils proviennent de la fusion d’une croûte rocheuse andésitique à la surface de Mars, au plus tard 4547 millions d’années, c’est à dire moins de 20 millions d’années après la formation du système solaire. Comme la formation d’une croute solide correspond à la phase finale d’une formation planétaire, ceci démontre que la formation de Mars, avec la séparation d’un noyau et la cristallisation d’un manteau s’est déroulée extrêmement rapidement.

Détail

L’émergence d’une croûte rocheuse est une étape fondamentale dans l’histoire précoce d’une planète potentiellement habitable. La croûte primordiale est considérée comme étant le produit final d’une séquence d’évènements, incluant l’accrétion planétaire, la formation d’un océan de magma, la ségrégation[MJ2]  d’un noyau et finalement une différentiation d’un manteau et d’une croûte. Sur Terre, la tectonique des plaques et l’érosion ont effacé la plupart des traces de cette croûte primordiale et de cette histoire ancienne de notre planète ne subsistent que quelques rares témoins minéraux résistants aux effets du temps : les zircons. Les plus anciens zircons connus à ce jour sur Terre proviennent d’Australie et sont datés à 4370 millions d’années, c’est à dire environ 300 millions d’années après la formation du système solaire. La météorite NWA 7034, plus communément appelée Black Beauty a été découverte dans le désert Marocain en 2011. Cette roche, parmi les plus anciennes météorites martiennes connues, contient de nombreux zircons. Dans cette étude, les chercheurs ont extrait et dissout sept de ces grains de zircons mesurant 50 à 110 mm. Ils ont évalué leurs âges de cristallisation entre 4429 et 4476 millions d’années, grâce à la mesure des abondances relatives des isotopes du plomb contenus dans ces minéraux. Ces résultats dévoilent que certains de ces « grains martiens » devancent de près de 100 millions d’années les plus anciens zircons terrestres connus. Plus étonnant encore : la mesure des compositions isotopiques de l’hafnium dans les mêmes cristaux a permis de démontrer que ces zircons proviennent eux-même de la fusion d’une croûte encore plus ancienne, formée seulement vingt millions d’années après la formation du système soleil, et ayant survécu pendant 100 millions d’années avant d’être fondue, probablement sous l’effet d’impacts de météorites. La formation d’une telle croûte de composition andésitique en seulement 20 millions d’années nécessite que Mars se soit formée et différentiée très rapidement, ce qui est en accord avec les plus récents modèles de formation planétaire par accrétion rapide d’objets millimétriques.