Flexure, propagation et enregistrement des perturbationsclimatiques et tectoniques dans un système source-to-sink :apport de modélisation numérique

National audience; Les variations climatiques et tectoniques qui affectent les paysages induisentdes signaux qui peuvent être transmis et enregistrés, en particulier dans les bassinssédimentaires. Ces signaux peuvent être transformés au cours de leur transfert dessources jusqu’aux puits, ce qui rend leur détection et leur interprétation parfoiscomplexe. Aujourd’hui, il est toujours difficile de prédire si et comment un signal seramodulé au cours de sa propagation.Le développement récent des codes numériques d’évolution de paysagesintégrant l’érosion et le dépôt des sédiments depuis les zones sources jusqu’aux bassinssédimentaires permet de révisiter cette question avec une approche source-to-sink.Dans cette étude, nous utilisons le code numérique Fastscape (https://fastscape.org/)pour simuler l’évolution d’une chaine active en érosion et de son retro-bassin d’avantpays.La chaine est soumise à des précipitations uniformes et à une surrection verticaletandis que le bassin évolue par déformation flexurale de la lithosphère. Dans unpremier temps, nous explorons la sensibilité de ce système continental aux différentsparamètres qui contrôlent l’érosion, le transport et le dépôt des sédiments : vitesse desurrection, taux de précipitation, coefficient de dépôt, érodabilité et épaisseur élastiquede la lithosphère. Nous mettons en évidence les relations entre ces paramètres, latopographie et le temps d’équilibre.Nous explorons ensuite la réponse de ce paysage à une perturbation (haute oubaisse) permanente des précipitations ou de la surrection. Une telle perturbationentraine une réponse du système à la fois en terme de topographie et de fluxsédimentaire, d’autant plus marquée que la perturbation se met rapidement en place.Nous observons que la réponse du bassin d’avant-pays est dominée par le changementtopographique de la chaine qui induit un changement de la déformation flexurale, etnon par la nature de la perturbation. Lorsque la chaine croit (augmentation de lasurrection ou baisse des précipitations), une phase transitoire de dépôt est observéedans le bassin d’avant-pays. Au contraire, une phase transitoire d’érosion est observéesi l’altitude de la chaine diminue (baisse de la surrection ou hausse des précipitations).Ce comportement (stockage ou déstockage) contribue activement à la modulation dessignaux climatiques et tectoniques des sources aux puits. Dans nos simulations, nousobservons que les signaux climatiques sont systématiquement amplifiés tandis que lessignaux tectoniques sont tamponnés entre les sources et les puits. Avec les paramètresexplorés ici, la réponse flexurale explique 40% de la modulation du signal et augmentele temps de retour à l’équilibre du système d’un facteur 2 à 4.