Dynamique des Pyrénées depuis les 10 derniers millions d’années

Actuellement, les Pyrénées n’ont pas le relief caractéristique d’une chaîne dont le paroxysme orogénique a eu lieu il y a plus de 40 Ma. La chaîne est caractérisée par des rivières encaissées, montrant une reprise en érosion à d’une topographie préservant par endroit des reliques de surfaces de faible relief. Cette reprise d’incision, estimée à 15Ma à l’est de la chaîne (âges de grottes perchées), tandis que des données thermochronologiques montrent un refroidissement vers 10Ma au sud-est et au centre de la chaîne. En phase post-orogénique, le rebond flexural devrait favoriser l’érosion du bassin d’avant-pays (e.g. Tucker and van der Beek, 2013), pourtant la sédimentation dans le bassin nord pyrénéen a perduré pendant plus de 20Ma. Certains auteurs proposent que les Pyrénées étaient aplanies à un niveau proche du niveau de base il y a ~10 Ma, tandis que d’autres proposent que c’est l’incision du bassin de l’Ebre au sud qui est responsable de cette réactivation du relief. Certains autres modèles suggèrent que le relief actuel soit une réponse flexurale à l’érosion et des failles normales, d’autres que la délamination de la racine éclogitique de la chaîne ait provoqué ce rebond. La mise en évidence récente de corps denses profonds semble contradictoire avec ces mécanismes. Le rôle de la tectonique est par ailleurs peu contraint. Bref, la dynamique du relief des Pyrénées et de ses bassins après ~10Ma (+/5) reste un mystère : résulte-t-elle d’un changement climatique ou tectonique ?

Pour répondre à cette question, nous établirons un état de la chaîne il y a ~10Ma. Pour cela, nous allons 1- dater l’enfouissement des sédiments mio-pliocènes et reconstituer les paléo-taux de dénudation à l’aide d’isotopes cosmogéniques, 2- analyser les proxis d’altération (climat) de ces sédiments, 3- reconstituer les périodes de sédimentation et by-pass à partir des données à terre et les comparer aux reconstructions existantes dans le Golfe d’Aquitaine, 4- compiler et revisiter le rôle des failles, 5- réévaluer le rôle tectonique de l’ouverture de la Méditerranée, 6- caractériser les profils d’altération des surfaces perchées et les dater avec des minéraux secondaires, 7- modéliser l’évolution conjointe du relief et des bassins sud et nord pour tester différents scénarios climatiques et tectoniques et finalement 8- intégrer l’évolution du sud du Massif Central comme condition limite nord de la chaîne et son bassin (projet pilote du groupe Geomorpho.LOA).

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