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Soutenance HDR Pascal Le Roy

Architecture et préservation sédimentaire des plates-formes continentales à faible alimentation et des plates-formes réactivées au cours du Quaternaire.

 

Résumé

La cyclicité composite des enregistrements sédimentaires et les architectures des séquences de dépôts ont été au cœur de nombreux travaux menés sur les sédiments quaternaires des plates-formes continentales durant les trente dernières années. Les études les plus nombreuses ont porté sur des exemples associées à des contextes de forts taux de subsidence et flux sédimentaires permettant des préservations et définitions optimum des séquences. Les travaux présentés ici s’intéressent à l’architecture et à la préservation sédimentaire des plates-formes « maigres » (starved margins) moins étudiés mais largement distribués dans le contexte des marges actuelles. Faiblement alimentées, ces plates-formes sont peu subsidentes et souvent associées à une forte dispersion sédimentaire en lien avec un fort hydrodynamisme. La préservation des séquences hautes-résolutions y est parcellaire mais les enregistrements discontinus dans l’espace et dans le temps constituent néanmoins les témoins clés des changements environnementaux complétant les approches menées à terre. Les exemples étudiés correspondent à 1) des environnements clastiques et silico-carbonatés des zones tempérées (plate-forme armoricaine et plate-forme marocaine), 2) des environnements mixtes clastiques-carbonatés des zones tropicales (plate-forme de Nouvelle-Calédonie), 3) des environnements purement carbonatés des zones tropicales (canal du Mozambique et SW Pacifique). La préservation des séquences sédimentaires est aussi abordée pour des exemples de plates-formes réactivées au sein de contextes tectoniques compressifs ou transpressifs aboutissant à un partitionnement des motifs d’empilement des enregistrements sédimentaires. Pour la majorité des cas étudiés, l’organisation stratigraphique des plates-formes à faibles alimentations est avant tout contrôlée par les cycles eustatiques à 100 ka. Néanmoins, l’hydrodynamisme, la paléo-morphologique et la tectonique constituent les paramètres cardinaux communs contrôlant leur évolution quaternaire et leur conférent leurs spécificités. Ces différents paramètres s’enregistrent différemment : le contrôle tectonique se caractérise à partir de la préservation de plusieurs séquences tandis que le contrôle hydrodynamique est mis en avant à travers le dernier cortège transgressif. Les géométries des cortèges de dépôts montrent une grande variabilité en lien avec le régime sédimentaire et les variations locales d’accommodation déterminées par la combinaison de la paléo-morphologie et des mouvements verticaux. Pour l’exemple de la plate-forme armoricaine, le cortège transgressif est enregistré de manière synchrone par le remblaiement des vallées incisées de la plate-forme interne et la construction de grands bancs tidaux. Les faibles taux de sédimentations y déterminent la mise en place tardive du cortège de haut niveau et le développement des surfaces de ravinements est en lien avec les discontinuités morphologiques du substratum influençant les vitesses de recul de la ligne de rivage. Pour la plate-forme mixte clastique-carbonatée de Nouvelle-Calédonie, les géométries sont également contrôlées par l’héritage morphologique du substratum et la déclivité du haut de pente continentale. Ce contrôle conduit à un fort partitionnement spatial et temporel des dépôts carbonatés et clastiques. Par ailleurs, la paléo-morphologie limite localement la dispersion hydrodynamique favorisant la mise en place et la préservation des dépôts. La préservation est aussi favorisée au sein des segments de plates-formes basculés associés aux jeux de failles régionales récentes. Cet effet est amplifié par la concentration des flux sédimentaires au sein de ces segments qui chenalisent les arrivées terrigènes.

Composition du jury

Jacques Deverchère (Université de Bretagne Occidentale)

David Menier (Université de Bretagne Sud)

Jean-Noel Proust (Université de Rennes 1)

Marina Rabineau (Université de Bretagne Occidentale)

Bernadette Tessier (Université de Caen Basse Normandie)

Vera Van Lancker (Muséum des Sciences Naturelles, Bruxelles)

Soutenance HDR Stefan V. Lalonde

Biogéochimie de la Terre Primitive :

Nouvelles Perspectives Issues des Archives Sédimentaires Archéens et Protérozoïques

Résumé

À travers les temps géologiques, l’évolution de la vie et de l’environnement de surface terrestre sont intimement liés, et ce, de manière étonnante. D’une part, les processus biologiques exercent un contrôle primaire sur les cycles élémentaires, les compositions chimiques de l’atmosphère, des océans et des sédiments, et plus en générale sur l’homéostasie à l’échelle planétaire. D’autre part, l’évolution des conditions environnementales de notre planète depuis 3,5 milliards d’années a orienté l’évolution biologique à travers le développement de voies enzymatiques particulières et de stratégies d’adaptation biologiques à l’émergence de la vie multicellulaire elle-même. Ce manuscrit d’Habilitation résume mes recherches scientifiques jusqu’à ce jour sur l’interaction qui existe entre les Sciences de la Vie et les Sciences de Terre, en se focalisant plus particulièrement sur la période des premiers pas de la vie microbienne sur Terre, à l’Archéen et au Protérozoïque. Dans une première partie, je présente des travaux sur les enregistrements sédimentaires Archéens et Protérozoïques, en mettant l’accent sur la disponibilité des éléments nutritifs dans les océans anciens, les enregistrements en éléments traces témoignant de l’évolution des conditions d’oxydo-réduction, et sur les dépôts de sédiments chimiques riches en fer pouvant enregistrer ces deux derniers. Dans une seconde partie, je me concentre plus particulièrement sur l’apparition et l’évolution des concentrations en oxygène dans l’histoire de la planète Terre. Cette partie comprend des témoins ainsi qu’une modélisation des prémices de la production de dioxygène par les cyanobactéries durant l’Archéen, des enregistrements géochimiques de l’accumulation du dioxygène atmosphérique pendant le Grand Événement d’Oxydation (GOE) au Paléoprotérozoïque il y a environ 2.4 Ga, et des stratégies d’adaptation animale pour accéder à des niches écologiques riches en O2 plus tard dans l’histoire de la Terre. Dans une troisième partie, je décris mes recherches visant à comprendre la précipitation des minéraux, l’adsorption élémentaire et la microfossilisation dans des systèmes pertinents, à la fois naturels et expérimentaux, pour la Terre primitive. Ces travaux ont abouti à plusieurs conclusions principales: les concentrations de plusieurs oligo- éléments dans l’eau de mer semblent avoir été considérablement différentes dans l’histoire de la Terre, bien que l’interprétation de ces enregistrements soit complexe; la photosynthèse oxygénique peut avoir ses origines à l’Archéen, mais a fonctionné pendant des centaines de millions d’années sans perturber de manière significative la composition chimique atmosphérique; et une meilleure compréhension des précipitations minérales et de l’adsorption des éléments sur les surfaces naturelles fournit des informations importantes sur la manière dont les éléments sont mobilisés dans l’environnement ainsi que sur les processus qui permettent aux sédiments de conserver des traces des conditions environnementales passées. Enfin, ce manuscrit expose des axes de recherche futurs visant à mieux comprendre l’histoire de la vie et de l’environnement de surface sur la Terre primitive, en particulier en ce qui concerne les plus anciennes traces de vie photosynthétique et son contrôle sur l’évolution biogéochimique de notre planète. 

Jury

M. Barrat Jean-Alix, Professeur des Universités, Univ. de Bretagne Occidentale, Brest

M.Busigny Vincent, Maître de Conférences, IPGP, Paris 5ème

M.Poulton Simon, Professeur, University of Leeds, Leeds, Royaume Uni

Mme Rabineau Marina, Directrice de Recherche, Univ.de Bretagne Occidentale, Plouzané

M.Tribovillard Nicolas, Professeur des Université, Université de Lille 1, Villeneuve d’Ascq

12 décembre 2018

Soutenance HDR de Christine Authemayou

DYNAMISME DES MARQUEURS GEOMORPHOLOGIQUES DES DEFORMATIONS
ET GEODYNAMIQUE DES MARGES ACTIVES

EN CONTEXTE DE POINT TRIPLE ET DE CONVERGENCE OBLIQUE

Résumé

Cette habilitation à Diriger des Recherche fait le point sur mes activités dans les domaines de la tectonique active, de la géomorphologie et de la structurale. Ces  activités ont pour objectifs principaux de mieux appréhender la dynamique des marges actives dans des contextes de point triple de plaques tectoniques et/ou de convergence oblique. Afin de quantifier les mouvements tectoniques et de déterminer les modes d’accommodation des déformations, j’ai utilisé de nombreux marqueurs de la déformation, principalement géomorphologiques. Cependant, ces marqueurs (alluviaux et/ou marins) résultent souvent de l’interaction des différents processus internes et externes qui complexifient l’interprétation de leur formation et de leur évolution. Dans ce mémoire, plusieurs marqueurs morphologiques sont présentés. Leur formation et leur évolution au cours du temps est décrite et leur pertinence pour la quantification des déformations est évaluée/critiquée. Ces études soulignent l’importance de l’érosion continentale dans la préservation et la datation des marqueurs terrestres, et du rôle de l’érosion marine dans la formation de marqueurs de type « terrasse corallienne » et « plateforme littorale rocheuse sous marine ». Les résultats signalent aussi la nécessité de garder l’approche naturaliste en complément d’analyses morphométriques quantitatives numériques. Les études de paléosismologie ont quand à elle montré la pertinence d’étudier les failles normales d’extrado pour caractériser l’activité sismique d’un pli/faille et la nécessité de réunir plusieurs conditions  pour permettre à un séisme de magnitude modérée d’être enregistré en surface dans un contexte intra-plaque. Enfin, les implications géodynamiques de ces études ont amené (1) à proposer des modèles permettant de maintenir la stabilité d’un point triple de type Subduction/Subduction/Transformante (Pull-up, Zipper modèles), (2) à révéler l’influence des variations spatiales du couplage inter-plaque pour promouvoir cette stabilité dans le cas où la limite transformante se situe dans la plaque supérieure, ou au contraire de nuire à cette stabilité dans le cas où la limite transformante se situe dans la plaque inférieure, et enfin, (3) à témoigner de  l’importance des processus profonds dans le mode d’accommodation des déformations dans un contexte de convergence oblique.

Composition du Jury

Laurent Jolivet (Pr, UPMC Paris)
Laurence Audin (IRD, ISTerre, Grenoble)
Joseph Martinod (Pr, ISTerre, Chambéry)
Serge Lallemand (Pr, GM, Montpellier)
Carole Petit (Pr, Géoazur, Nice)
Olivier Bellier (Pr, CEREGE, Aix-Marseille)
Laurent Geoffroy (Pr, LGO, Brest)

26 novembre 2018