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Theses

Caractérisation géochimique des changements paléoenvironnementaux au cours de l'Évènement Océanique Anoxique 2 (~94 Ma) dans le Bassin Vocontien (SE France)

Résumé : Le passage Cénomanien-Turonien (~94 Ma) est marqué par une période de perturbations biogéochimiques appelé Évènement Océanique Anoxique 2 (OAE 2). Cet évènement est caractérisé par la présence d’enregistrements sédimentaires présentant un contenu en matière organique élevé, à l’origine d’une large excursion positive du signal de δ13C à l’échelle globale. Des indices géochimiques et biologiques indiquent que ces enregistrements sédimentaires sont associés à une diminution de la quantité d’O2 dans les sédiments et la colonne d’eau. Comme l’ensemble des OAEs du Crétacé, l’OAE 2 s’est mis en place dans un contexte d’augmentation de la concentration en CO2 dans les océans et l’atmosphère, interprétée comme d’origine volcanique. L’hétérogénéité des réponses à cette perturbation globale suggère que des mécanismes environnementaux régionaux ou locaux ont contribué au scénario de mise en place et d’évolution de l’OAE 2. L’objectif cette thèse est ainsi de déterminer le rôle de ces mécanismes à différentes échelles spatiales ainsi que leurs interactions. La démarche consiste alors en une comparaison des conditions biogéochimiques associées à l’OAE 2 dans un bassin de relativement faible dimension, comme le Bassin Vocontien (SE France), avec d’autres bassins mondiaux. Dans cette optique, une étude géochimique multiproxies de deux coupes du Bassin Vocontien (Pont d’Issole et Lambruisse) a été menée. L’évolution conjointe des données de géochimie organique (TOC, HI vs. OI) avec celles d’enrichissement en éléments sensibles aux conditions d’oxygénation (Mo, U, V, Zn, Mn) et de spéciation du fer atteste d’une oscillation entre des conditions suboxiques et anoxiques au sein des domaines profonds du Bassin Vocontien, au cours de l’OAE 2. Les enrichissements faibles en éléments indicateurs de productivité primaire (P, Ni, Cu, Ba), suggèrent cependant que celle-ci fut relativement modeste pour ce bassin. Ces conditions appauvries en oxygène furent interrompues par une phase d’intense réoxygénation, appelée Plenus Cold Event (PCE), semblant correspondre à une chute de la pCO2 induite par le piégeage massif du CO2 au sein de la matière organique dans les sédiments et par une consommation accrue CO2 par altération continentale. Les valeurs d’enrichissements relatifs en Mo et en U indiquent, par ailleurs, un faible renouvellement des eaux profondes, confirmant le caractère semi-confiné du Bassin Vocontien à cette période et suggère une mise en place d’une stratification de la colonne d’eau. L’évolution du signal isotopique de l’azote dans les sédiments atteste de périodes d’intensification de la fixation de N2 atmosphérique par des bactéries diazotrophes, de manière synchrone avec l’appauvrissement de la colonne d’eau en O2. Ces périodes sont ainsi caractérisées par une forte diminution de la teneur azote biodisponible dans les eaux de surfaces suggérant également une stratification intermittente de la colonne d’eau. L’évolution du signal isotopique du soufre, lié à la pyrite, marquée par une large excursion négative, suppose un développement de conditions sulfidiques depuis les sédiments vers la limite avec la colonne d’eau, voire au sein de la colonne d’eau. La sulfato-réduction microbienne s’effectuant dans un système « ouvert » par rapport au réservoir de sulfates marin, il est proposé que celle-ci fût alimentée par un apport de soufre issu d’émissions d’origine volcanique. Ces conditions sulfidiques ont pu induire un recyclage du phosphore dans la colonne d’eau, favorisant le maintien de la productivité primaire et le développement de bactéries diazotrophes. Ainsi, la configuration du Bassin Vocontien semble avoir été un paramètre préconditionnant le développement de conditions appauvries en oxygène en favorisant la mise en place d’une stratification de la colonne d’eau. L’émission de CO2 et de soufre d’origine volcanique dans les océans, induisant une cascade de rétroactions positives affectant les cycles biogéochimiques, semble être l’élément déclencheur de la désoxygénation à l’échelle du Bassin Vocontien comme à l’échelle globale. Les bassins ayant enregistré les conditions de désoxygénation de la colonne d’eau les plus sévères, comme l’Atlantique Central ou les bassins profonds de l’Ouest-Téthys, sont caractérisés par un faible renouvellement des eaux profondes, mais également par des conditions de forte productivité primaire, associées à des apports de nutriments importants. Ces deux facteurs semblent ainsi être la raison principales des hétérogénéités dans l’enregistrement global de l’OAE 2.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02189497
Contributor : Julien Danzelle <>
Submitted on : Monday, July 22, 2019 - 11:20:28 AM
Last modification on : Tuesday, June 23, 2020 - 2:36:46 PM

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Julien Danzelle. Caractérisation géochimique des changements paléoenvironnementaux au cours de l'Évènement Océanique Anoxique 2 (~94 Ma) dans le Bassin Vocontien (SE France). Sciences du Vivant [q-bio]. Sorbonne Universite, 2019. Français. ⟨tel-02189497⟩

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