Search

Much research, especially within the framework of the Fluvial Archives Group, has focused on river response to climate change in mid-latitude non-glaciated areas, but research into the relationships between Quaternary glacial and fluvial dynamics remains sparse. Understanding glacial–fluvial interactions is important because glaciers are able to influence river behaviour significantly, especially during glacial and deglacial periods: (1) when they are located downstream of a pre-existing fluvial system and disrupt its activity, leading to hydrographical, hydrosedimentary and isostatic adjustments, and (2) when they are located upstream, which is a common scenario in mid-latitude mountains that were glaciated during Pleistocene cold periods. In these instances, glaciers are major water and sediment sources. Their role is particularly significant during deglaciation, when meltwater transfer towards the fluvial system is greatly increased while downstream sediment evacuation is influenced by changes to glacial–fluvial connectivity and basin-wide sediment storage. This means that discharge and sediment flux do not always respond simultaneously, which can lead to complex fluvial behaviour involving proglacial erosion and sedimentation and longer-term paraglacial reworking. These processes may vary spatially and temporally according to the position relative to the ice margin (ice-proximal versus ice-distal). With a focus on the catchments of Europe, this paper aims to review our understanding of glacial impacts on riversystem behaviour. We examine the methods used to unravel fluvial response to 'glacial forcing', and propose a synthesis of the behaviour of glacially-fed rivers, opening perspectives for further research.

This paper focuses upon the youngest terraces of the Moselle and its tributary the Meurthe (NE France and SW Germany). It includes research on several sections, in particular the key sections of Golbey-Pre Droue and Thornich-Hochrech (located in the vicinity of the Vosges Massif and in the Rhenish Massif, respectively), and the use of the Optically Stimulated Luminescence (OSL) dating method. Our investigations made it possible to obtain a more robust chronostratigraphical framework and to update the previous model of fluvial response to climate change. The results demonstrate that the Moselle terrace M3 (first terrace formed after the capture of the Upper Moselle by the Palaeo-Meurthe) has the same age from the Vosges to the Rhenish Massif. The formation of this terrace included two main periods of sedimentation attributed to the Late Saalian (MIS 6) and the Early Weichselian (MIS 5), respectively. They were separated by a major episode of fluvial erosion that may be allocated to the MIS 6–5 transition on the basis of chronological and sedimentological evidence. This erosion led to the removal of most of the MIS 6 deposits, whereas the MIS 5 deposits have been widely preserved following the subsequent (MIS 5–4) terrace incision. This evolution somewhat contrasts with that observed in the Sarre valley, the main tributary of the Moselle, and with many fluvial systems in western Europe, which show better preservation of deposits from cold periods. This atypical behaviour is explained by the relationship between the fluvial evolution and the glaciers covering the upper Moselle catchment (Vosges Massif) during the Pleistocene cold periods.

Des series alluviales completes associees aux terrasses Me4 (+30 m) et Me1 (+3 m) de la Meurthe a la sortie des Vosges et de la Sarre Sa4 (+35 m) au bord de l’Hunsruck ont ete etudiees suivant une approche lithostratigraphique. Celle-ci a permis la reconnaissance de quatre types de facies dans les couvertures alluviales. Les depots associes aux phases pleniglaciaires sont mis en place dans des conditions periglaciaires, avec remblaiement des fonds de vallee et apports detritiques a dominante proximale : gres et conglomerats du Permo-Trias pour la Meurthe, socle devonien pour la Sarre. Ils sont assez reconnaissables dans les coupes et servent ainsi de repere lithostratigraphique. Dans les deux vallees etudiees, l’unite basale est attribuee a la transition tempere-froid et presente des temoins de processus glaciels engendres par des glaces saisonnieres. Dans la vallee de la Meurthe, les depots mis en place lors des phases tardiglaciaires ou tardistadiaires incluent une proportion plus forte de sediments issus des affleurements cristallins du haut bassin et evacues lors de la fonte du glacier. Ils sont faiblement encaisses dans les nappes des phases pleniglaciaires anterieures des terrasses Me4, Me3 et Me2 de la Meurthe. En revanche, ils reposent sur le substratum dans la terrasse weichselienne Me1 et la plaine alluviale Me0. Enfin, les unites deposees en contexte interglaciaire ou interstadiaire, composees de materiel fin silteux, sont en position sommitale. Sur la base de cette reconstitution et des donnees chronologiques disponibles, les phases d’incision Me5-Me4, Me4-Me3 et Me3-Me2 ont lieu pendant les transitions vers le froid, a la difference des incisions plus recentes Me2-Me1 et Me1-Me0 qui ont lieu en phase tardistadiaire ou tardiglaciaire. La terrasse Me1 et la plaine alluviale Me0 sont ainsi des entites morphosedimentaires transitoires qui pourraient disparaitre lors du prochain cycle climatique, a l’image des terrasses etagees plus anciennes. Ces dernieres temoignent dans la vallee de la Meurthe d’un retrecissement progressif bien marque depuis Me4. Les donnees obtenues sont en coherence avec le calage chronologique existant. Elles permettent de preciser les modalites de mise en place des nappes alluviales a la peripherie de moyennes montagnes partiellement englacees, ouvrant la voie a des comparaisons avec les nappes des sections plus en aval.

The aim of this paper is to study a low energy fluvial system response to natural and anthropogenic forcing during the last two millennia. In contrast with longer timescales (Holocene to Quaternary), historical sedimentary archives are sparse in such systems which are typically characterized by the predominance of erosion compared with aggradation. We studied three main sections in the Moselle valley (northeastern France) by a multi-proxy approach combining morphology, sedimentology, archaeological evidence, historical archives, and dating. The geochronological framework was based on Optically Stimulated Luminescence (OSL) and validated by independent age control. The exposed sediments were allocated to different historical periods from Roman period to present. The first results show that, in contrast with many other fluvial systems, the Moselle and its tributaries did not experience major changes during historical periods. Climatic changes such as the Little Ice Age had a minor influence on floodplain aggradation (e.g. in grain size or sedimentation rates) in the Moselle valley and were only able to affect the fluvial style. This provides evidence that the reworking of sediments is the main fluvial process at short timescales in the valley floors of the Moselle catchment. In contrast, anthropogenic forcing seems important not only during recent centuries but also since Roman times. This is suggested by the case-study of the Metz-Mazelle section where significant headward erosion and sedimentation were recognized, and may be related to human occupation. The results therefore point to a need for increasing geoarchaeological and geochronological research in the Moselle catchment and similar low energy fluvial systems. Such research is actually essential to improve the knowledge of the fluvial response to environmental changes during the historical periods and to recognize the respective influence of natural variability and human forcing. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.

Pour la première fois, les terrasses reconnues dans la vallée de la Meuse entre Toul et Maastricht ont été raccordées, ce qui a permis d'étendre au bassin de Paris les datations proposées pour ces terrasses aux Pays-Bas. Ces raccords permettent de proposer un âge pour les différentes captures qui se sont produites dans le cours supérieur de la Meuse, à savoir : 1) La capture de la Meuse lorraine par la Meuse de Dinant se serait réalisée au Miocène; il est vraisemblable que la trace de cette capture se retrouve dans les dépôts sableux miocènes d'Opgrimbie. 2) La capture de l'Aisne est démontrée pour la première fois par une diminution brusque de la teneur en tourmaline. Elle s'est produite après la terrasse 5 et avant la terrasse 4' (Pissart 1961), qui correspondent respectivement aux terrasses de St Geertruid 1 et de St Geertruid 2 (Felder et al., 1989), il y a environ 900 000 ans. Cette capture a provoqué une perte de débit très importante de la Meuse en aval de Nouzonville et par conséquent une forte diminution de l'érosion verticale dans le massif de Rocroi; ceci explique pourquoi le fleuve s'est peu encaissé en amont dans le bassin de Paris depuis cette époque. 3) La capture de la Meuse par la Bar a eu lieu pratiquement au même moment (terrasse 4'). 4) La capture de la Moselle s'est produite entre le Saalien I et II, soit il y a environ 250 000 ans. 5) Il nous a été impossible de déterminer quand s'est réalisée la capture de l'Aire. Il est probable que cette capture a eu lieu avant le déversement de la Moselle vers le Rhin. Les terrasses de la Meuse ne montrent aucune trace d'un soulèvement en dôme de l'Ardenne., For the first time, the terraces of the Meuse between Toul and Maastricht have been correlated, and this has made it possible to extend the dating of the terraces in The Netherlands to those in the Paris basin. These correlations allow us to propose ages for the captures which took place in the upper part of the Meuse. The following conclusions may be drawn: 1) The capture of the Meuse of Lorraine by the Meuse of Dinant occurred during the Miocene; indications of this capture are found in the sandy Miocene deposits of Opgrimbie (N. Belgium, west of the Meuse). 2) The capture of the Aisne is demonstrated for the first time by a sudden decrease of the content of tourmaline. This occurred after the formation of terrace no. 5 and before the formation of terrace no. 4' (Pissart, 1961). These terraces correspond with the terraces of St Geertruid 1 and St Geertruid 2 (Felder et al., 1989), respectively. This capture, which took place at about 900,000 y BP, caused a considerable decrease in the discharge of the Meuse and this explains the relatively slight incision of the river in the southern Ardennes and, consequently, in the Paris Basin during this period. 3) The capture of the Meuse by the Bar took place at about the same time (terrace no. 4'). 4) The capture of the Moselle occurred between Saalian 2 and Saalian 1, about 250,000 y BP. 5) It has been impossible to determine the age of the capture of the Aire. It is probable that this capture happened before the diversion of the Moselle to the Rhine. The terraces of the Meuse do not show any trace of updoming of the Ardennes., Zum ersten Mal sind die Terrassen der Maas zwischen Toul und Maastricht korreliert worden, was uns ermôglicht hat, die in den Niederlanden bestimmten Datierungen der Terrassen bis zum Pariser Becken zu erweitem. Dièse Korrelierung ermôglicht es ein Alter fur die verschiedenen Anzapfungen im oberen Einzugsgebiet der Maas festzustellen, nàmlich: 1) Die Anzapfung der lothringischer Maas durch die Maas von Dinant ware im Miozàn verwirklicht worden; Anweisungen dafur gibt es in den miozanen Ablagerungen von Opgrimbie (Nordbelgien). 2) Die Anzapfung der Aisne wird zum ersten Mal durch eine plôtzliche Abnahme des Turmalingehalts gezeigt. Sie hat zwischen Terrassen 5 und 4', dieden Terrassen St Geertruid 1 bzw. 2 in den Niederlanden entsprechen, d.h. vor etwa 900.000 Jahren stattgefunden. Diese Anzapfung hat eine bedeutende Verminderung der Wasserfuhrung verursacht, was die schwache Einschneidung des Flusses in den sudlichen Ardennen und, infolgedessen, im Pariser Becken ab dieser Zeit erklàrt. 3) Die Anzapfung der Bar wurde etwa im selben Zeitpunkt datiert (Terrasse 4'). 4) Zwischen Saale 1 und 2, d.h. vor etwa 250.000 Jahren, hat die Anzapfung der Mosel stattgefunden. 5) Es war bis jetzt nicht môglich, das Augen-blick der Anzapfung der Aire festzustellen. Wahrscheinlich aber hat diese bevor der Verlegung der Mosel nach dem Rhein stattgefunden. Die Terrassen der Maas zeigen keine Spur von Hebung der Ardennen.

Research in the Meurthe and Moselle valleys downstream from the Vosges Massif has resulted in the definition of the terrace system, and in the recognition of the climatic influence on its formation. Eight alluvial terraces were recognized at less than 100 m relative height. An absolute chronology was established for the youngest alluvial terraces, based on infrared optically stimulated luminescence and radiocarbon dating. This provides evidence that each terrace corresponds to a single glacial–interglacial cycle. This result is confirmed by the study of numerous sections, which present a constant succession of lithofacies in each valley part. Four alluvial sequences were also defined along the Meurthe and Moselle valleys, reflecting Middle and Late Pleistocene climate change: their upper basin, developed in the Vosges Massif, was actually covered by glaciers during the Pleistocene cold periods. The differences between these four alluvial sequences are attributed to the unequal expansion of ice in the upper basins of the Meurthe and Moselle rivers, and their tributaries. In spite of these differences, the sequences show important similarities: main aggradation events correlate with cold periods (Pleniglacial and Lateglacial), whereas erosional phases occurred at the warm-to-cold transitions, and secondarily at the Pleniglacial–Lateglacial transitions. This evolution is comparable with those already described in other northwestern European valleys, especially since the Upper Saalian.

By comparing the topographic contour map, the Bajocian limestone structural contour map and alluvial terraces in the Toul and Nancy area, it is possible to reconstitute the changes in the drainage pattern and the Moselle and Meuse cuestas (cotes de Moselle et de Meuse) retreat that have taken place since the late Tertiary. The highest reworked alluvial deposits of the palaeo-rivers (‘Haute-Moselle’ and ‘Paleo-Meurthe’), are now situated on the inverted relief top of the Moselle cuesta. They suggest that the course of these rivers drifted and that the relief in the late Tertiary was subdued. The clearing of the back slope surfaces only started at the beginning of the Pleistocene (at 350 m) as a result of a climatic deterioration. Since this time, downcutting erosion and the correlative removal of clays have strongly emphasized cuesta relief although there has been a certain retreat which varies about 6 to 21 km, depending on the basement dip. The main rivers are almost entirely superimposed on the palaeo structural frame-work. On the contrary the tributaries of the left bank originally extended and changed on the Callovo-Oxfordian clays before penetrating into the Bajocian limestones, according to the cuestas retreat during the Plio-Pleistocene. Only small strike rivers were in accordance with structural features; sinking into the underlaying Bajocian limestones these entrenched rivers quickly dried up. On the opposite, the flow of the eastward rivers, independent of the structure, grew upstream to downstream, because these rivers first drained the Callovo-Oxfordian clays, before cutting across the Bajocian limestones groundwater. It is the same nowadays. The piracy of the Moselle can be explained by the evolution of the ‘Paleo-Terrouin’, a major eastward palaeo tributary of the ‘Paleo-Meurthe’, and by the retreat of the Meuse cuesta. The significant retreat of this cuesta in the ‘Toul syncline’, changing from an inverted relief to a structural relief in the Dieulouard structural basin, led to a widening of the Callovo-Oxfordian clay plain and a broadening of the ‘Paleo-Terrouin’ 's hydrographic basin. As a result, the ‘Paleo-Terrouin’ captured the ‘Riviere de la Haie Plaisante’, a small strike tributary of the Upper Moselle, and then eastward, the Upper Moselle. In the future, it will probably also capture the Upper Meuse.

Des depǒts stratifies de grezes litees sont decrits dans des sites voisins de Tilly-sur-Meuse et Domremy-la-Pucelle. Les materiaux proviennent du substratum local. Il y a un deficit de fines dans ces formations et le ruissellement est considere comme le processus de depǒt le plus probable. Grezes (stratified deposits) are described from localities near Tilly-sur-Meuse and Domremy-la-Pucelle. The sediments are derived from local bedrock. There is a lack of fines in the deposits, and slopewash is regarded as the most likely process of deposition.

Age of the capture : corrélations between the Saalian flnviatile formations of the Upper Moselle and the Meuse. — Two middle terraces and two lower terraces are présent in the area of the Moselle Valley, near Toul, where the river was captured. The middle terraces (T 1.1 and T 1.2) border a palaeo-drainage route of the Upper Moselle towards the Meuse. The lower terraces (T 0.1 and T 0.2) are well represented between Toul and Pompey, and belong to the part of the Moselle valley that post-dates the capture. Gravel samples of the four terraces show progressive changes from the highest to the lowest terraces : an increase in basement rocks issued from the Vosges and non-weathered clasts, and a decrease in the percentage of « granité fondamental ». These characteristics indicate that the four terraces correspond with four alluvial formations that can be found upstream in the valley of the Upper Moselle. Formations Fxl. Fx2 and Fx3, are of Saalian âge (Taous, 1994). whereas the last (Fy1.) dates from the Weichselian. The Upper Moselle was captured after the déposition of formation Fx2 which constitutes the lower middle terrace T 1.2 of the Moselle in the area of Toul and corresponds also to siliceous alluvium found at the bottom of the valley fill of the Meuse., Harmand Dominique, Kartit A., Occhietti Serge, Weisrock André. L'âge de la capture : corrélation entre les formations fluviales saaliennes de la Haute Moselle et de la Meuse. In: Revue Géographique de l'Est, tome 35, n°3-4,1995. La capture de la Moselle. A propos du centenaire de l'article de W.M. Davis, 1895-1995. pp. 269-290.

Une approche géohistorique des paysages ruraux de Transylvanie à travers des études locales menées en 2006-2007 dans le département de Bistriţa-Năsăud montre l’intérêt des « espaces d’entre-deux » (Rey) pour analyser les dynamiques des paysages, abordés tant comme représentations que comme expressions des géosystèmes. Les évolutions des paysages de trois finages de la vallée du Someş, Maieru en moyenne montagne, Cireşoaia dans les collines, Floreşti dans la plaine alluviale, ont été reconstruites sur plus d’un siècle, de l’époque austro-hongroise au début du XXIe siècle, en passant par l’Entre-deux-guerres et la période communiste. L’enchaînement des systèmes paysagers, articulé à la succession des figures et imaginaires paysagers, a alors été interprété en termes de généalogies dont les seuils sont clairement mis en valeur par les fluctuations et ruptures politiques et culturelles. Pour expliciter le passage d’une génération de paysage à l’autre, il est nécessaire de prêter attention aux symboles (iconographie) portés par les sociétés locales. Ce modèle d’interprétation permet de rendre compte de l’identité d’un paysage, des continuités comme des ruptures paysagères. A geohistoric approach of the rural landscapes of Transylvania through local studies carried out from 2006 to 2007 in the county of B-N shows the importance of the in-between spaces concept (Rey) to analyse the dynamics of the landscapes, studied as representations as well as expressions of geosystems. The landscapes of the three communal territories of the Somes valley (Maieru situated in medium-sized mountains, Ciresoaia in the hills, Floresti in the alluvial plain) kept being remodelled for more than a century, from the Austro-Hungarian period to the beginning of the 21st century, including the time between the two World Wars and the Communist period. The logical sequence of the landscape systems, in relation to the the succession of figurative and imaginary landscapes, was then interpreted in terms of genealogy, the thresholds of which are clearly highlighted by the fluctuations and disruptions in the fields of politics and culture. To clarify the passage from one generation of landscape to another, it is necessary to pay attention to the symbols (iconography) to be found in local societies. This model of interpretation enables us to show the identity of a landscape, as well as any continuities and discontinuities.

La Prims, cours d'eau affluent de la Sarre, a edifie au cours du Pleistocene de puissantes formations alluviales notamment a Diefflen, a proximite de Saarlouis (Saarland, Allemagne). Ces depots fluviatiles d'environ une dizaine de metres d'epaisseur, situes a + 60 m d'altitude relative par rapport a la Prims, sont remarquablement preserves sous trois metres de loess. Leur etude sedimentologique a mis en evidence le caractere proximal des apports, provenant du socle devonien de l'Hunsruck ainsi que de sa couverture sedimentaire permienne et triasique (Buntsandstein). L'heterometrie des sediments, leur structure, leur facies, conduisent a attribuer ces formations a des cours d'eau a forte energie mais episodiques, dans un contexte paleoenvironnemental periglaciaire, certainement anterieur au Saalien.

As part of an approach focusing on the phases of anthropisation of the Vosges mountains, which has already begun on the Alsatian slope and the Haut-Vosges, this project, which combines archaeo-geography and geoarchaeology, aims to measure, over the long time, the dynamics of a medium-altitude forest area, located on the Lorraine slope, a priori impacted by Man. The choice of the Fossard Massif as the object of study, which extends over a hundred km² to the north of Remiremont (Vosges), is the result of its close topographical and historical link with this town, born of an abbey originally founded, in the 7th century, in a late-antique castrum, situated at an altitude of 670 m at the southern end of this relief and today known as "Le Saint-Mont" (Saint-Amé, Vosges).; Dans le cadre d’une démarche portant sur les phases d’anthropisation de la montagne vosgienne, déjà commencée sur le versant alsacien et les hautes-Vosges, ce projet, mêlant archéogéographie et géoarchéologie, vise à mesurer, sur la longue durée, la dynamique d’un espace forestier de moyenne altitude, situé sur le versant lorrain, a priori impacter par l’Homme. Le choix, comme objet d’étude, du massif du Fossard, qui s’étend sur une centaine de km² au nord de Remiremont (Vosges), résulte de son lien étroit, topographique et historique, avec cette ville née d’une abbaye primitivement fondée, au VIIe siècle, dans un castrum tardo-antique, perché, à 670 m d’altitude à l’extrémité méridionale de ce relief et aujourd’hui dénommé «Le Saint-Mont » (Saint-Amé, Vosges).

International audience; Les investigations sur l'emplacement du laboratoire souterrain de Meuse/Haute-Marne pour évaluer sa stabilité géologique ont en grande partie contribué à réviser l'évolution géomorphologique du bassin de Paris par l'étude des paléosurfaces d'altération et des processus commandant l'érosion pendant le Quaternaire. Les travaux sur le terrain (cartographie, échantillonnage) associés aux méthodes de datations (paleomagnétisme sur des altérites, l'ESR sur les terrasses alluviales et l'U/Th TIMS sur des spéléothèmes) et combinés avec la modélisation numérique, ont été essentiels dans toutes les études. Ils ont permis de clore certains débats par la caractérisation de plusieurs paléosurfaces qui étaient jusque-là attribuées au Tertiaire, par l'identification d'ensembles de formes d'érosion fluviale dans des secteurs où elles n'avaient jamais été identifiées, par la compréhension du rôle des karsts dans l'érosion de surface. Les résultats principaux peuvent être récapitulés comme suit : 1) " la surface supérieure " se compose en fait de plusieurs surfaces d'altération, bien identifiées, qui ont été formées à diverses périodes : Crétacé inférieur et début du Tertiaire ; 2) l'évolution du paysage quaternaire est conduite par les incisions des cours d'eau et le recul des cuestas, tandis que les karsts jouent un rôle significatif mais pas déterminant ; 3) la modélisation montre qu'un soulèvement tectonique doit être pris en considération pour simuler l'incision. Ces résultats sont essentiels pour l'analyse de Géoprospective: les paléosurfaces apportent une information importante sur l'évolution géodynamique régionale à long terme, l'altération continentale et son impact sur les caractéristiques géologiques de la formation, alors que l'incision par les cours d'eau donne les éléments quantitatifs sur l'évolution récente du paysage qui permettent d'estimer des évolutions plausibles du site pendant le million d'années à venir.