Study of the Tectonic/Erosion/Eustatism coupling on the morphogenesis of the Quaternary emerged coral reef terraces sequence
Etude du couplage Tectonique / Erosion / Eustatisme sur la morphogenèse des séquences de terrasses de récifs coralliens du Cap Laundi (île de Sumba, Indonésie)
Résumé
During the Quaternary, the significant and frequent variations in sea level, associated with tectonic uplift, locally caused the emergence of coral reefs, forming coral reef terrace sequences. They are widespread throughout the world and form an important part of coastal geological formations. From global to local scales, coral reef terrace sequences are essential records of sea level, paleoclimate, and tectonics in the Quaternary. This thesis aims to improve the understanding of the morphogenesis of coral reef terrace sequences by studying the different processes of generation (tectonic movements, eustatic variations, reef bioconstructions) and degradation (marine erosion, continental denudation) of these sequences. For this purpose, a precise geomorphological analysis of the emerged coral reef terraces sequence at Cape Laundi (Sumba Island, Indonesia) was carried out through field surveys and the use of DEM, differential GPS data and satellite images. Dating (230Th/U) and modeling were carried out to constrain the sequence generation processes. To quantify degradation, continental denudation rates (chemical and alluvial) are calculated from the 36Cl cosmonuclides concentrations measured in the limestones forming the terraces. The main results of this thesis have, among others, highlighted 1) the different stages of coral reef terrace morphogenesis, especially those associated with the last interglacial stage (MIS 5), 2) the reoccupation phenomena (constructive and erosive) affecting the lowest terraces of the Cape Laundi sequence, 3) the ratio between continental and marine denudation rates, and 4) the formation and migration processes of eustatic-triggered knickpoints (incision waves) generated along coastal streams draining the sequence. By this way, this thesis disentangles the tectonic, erosive, and eustatic components, as well as their coupling, responsible for the formation of the emerged coral reef terraces sequence at Cape Laundi.
Durant le Quaternaire, les variations importantes et fréquentes du niveau marin, associées au soulèvement tectonique, ont localement provoqué l’émersion des récifs coralliens, formant des séquences de terrasses de récifs coralliens. Ces dernières sont largement répandues à travers le monde et constituent une part importante des formations géologiques littorales. De l'échelle mondiale à locale, les séquences de terrasses de récifs coralliens sont des enregistrements essentiels du niveau marin, du paléoclimat et de la tectonique du Quaternaire. Cette thèse a pour objectif d’améliorer la compréhension de la morphogenèse de ces séquences en étudiant les différents processus qui les génèrent (mouvements tectoniques, variations eustatiques, bioconstructions récifales) et les dégradent (érosion marine, dénudation continentale). Pour cela, une analyse géomorphologique précise de la séquence de terrasses de récifs coralliens du Cap Laundi (île de Sumba, Indonésie) a été effectuée, grâce à des prospections de terrain et à l’exploitation sous SIG de MNT, de données de GPS différentiel et d'images satellites. Des datations (230Th/U) et des modélisations numériques sont réalisées afin de contraindre les processus de génération de la séquence. Pour quantifier la dégradation, des taux de dénudation continentale (chimique et alluviale) sont calculés à partir des concentrations en cosmonucléides 36Cl mesurées dans les roches carbonatées formant les terrasses. Les principaux résultats de cette thèse ont, entre autres, permis de mettre en évidence, 1) les différentes étapes de la morphogenèse des terrasses de récifs coralliens, notamment celles associées au dernier stade interglaciaire (MIS 5), 2) les phénomènes de réoccupation (constructive et érosive) affectant les terrasses basses de la séquence du cap Laundi, 3) le ratio entre les taux de dénudation continentaux et marins, et 4) les processus de formation et de migration des knickpoints (ondes d’incision) générés par les variations eustatiques quaternaires dans les rivières drainant la séquence. Ainsi, cette thèse démêle les composantes tectoniques, érosives et eustatiques, de même que leur couplage, responsables de la formation de la séquence de terrasses de récifs coralliens du Cap Laundi.
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