Erosion et flux sédimentaires associés dans un bassin versant soumis à un régime de mousson : l'exemple de la Tista (Inde), du Sikkim au mégafan

L'evolution d'une chaine de montagne resulte des retroactions entre le climat et la tectonique via l'erosion. La chaine Himalayenne, soumise a des processus climatiques et tectoniques tres actifs est un chantier d'etude ideal pour comprendre ces interactions. Dans cette etude nous nous sommes interesses a l'evolution topographique de la region du Sikkim (Inde) ainsi qu'aux processus de formation et de developpement du megafan Quaternaire de la Tista, depot fluviatile situes au pieds de ces reliefs. Nos resultats indiquent qu'a l'echelle geologique, les taux d'exhumation (obtenus par les traces de fission sur apatite) les plus forts sont concentres dans le Sud-Ouest du Sikkim (1.2 ± 0.6 mm/an) suggerant un controle tectonique lie a la formation du duplex du Moyen-Pays (« Rangit Duplex »). Les taux d'erosion a l'echelle millenaire (obtenus par 10Be) les plus forts (≈ 5 mm/an) sont enregistres au niveau de la « Main Central Thrust Zone », mais les zones sources de ces echantillons semblent affectees par des glissements de terrain menant a une surestimation de ces taux. Des taux d'erosion importants sont egalement enregistres au Nord du Sikkim (1 a 2 mm/an) et coincident avec les fortes valeurs de l'indice ksn, localisees au niveau de l'altitude d'avancee maximale des glaciers durant le Dernier Maximum Glaciaire. Nous en concluons que l'erosion millenaire au Sikkim soit en partie liee a l'heritage geomorphologique glaciaire. Le megafan de la Tista stocke les produits d'erosion du Sikkim et s'etend sur plus de 16 000 km2 depuis le front de la chaine, ou il est fortement incise, jusqu'a la confluence de la Tista avec le Brahmapoutre. Nous presentons un scenario de developpement du megafan avec le developpement successifs de deux lobes distaux en aval d'un lobe proximal commun, developpe au front de la chaine depuis au moins 50 000 ans et incise par la Tista depuis 4000+600/-400 ans. Le lobe distal occidental a ete forme tot dans l'histoire du megafan, par des rivieres drainant le Sikkim et se jettant dans le Gange, et a ete abandonne au debut de l'Holocene (10 000 – 11000 ans). Le lobe distal oriental, tres peu incise et plus recent (< 1000 ans), s'est construit quand le reseau de drainage principal du Sikkim a migre vers l'Est grâce a d'importantes avulsions. Les periodes d'aggradation et d'incision des rivieres sont compatibles avec un guidage climatique, ou les periodes de forte intensite de mousson et de forts flux sedimentaires associes coincident avec des phases d'aggradation dans l'avant-pays. Les phases initiales et terminales de ces periodes de fortes moussons sont caracterisees par de l'incision dans l'avant pays. En revanche, le role de l'activite tectonique sur l'alluvionnement et l'incision du megafan semble mineur. Les resultats petrographiques et isotopiques (Sr et Nd) utilises pour contraindre les sources des sediments du megafan indiquent une forte difference avec les sediments actuellement transportes par la Tista qui pourrait s'expliquer par l'influence de roches sedimentaires tethysiennes cretaces exposees au nord du Sikkim, et actuellement drainees par la Kosi. Cela suggere que cette zone ait ete recemment (4000 ans) capturee par la Kosi, provoquant l'incision recente et importante du megafan, due au reequilibrage du profil de la Tista. Cette hypothese preliminaire permettrait d'expliquer egalement la taille disproportionnee du megafan comparee a celle de son bassin versant actuel. Par ailleurs, nos resultats montrent que les variations de l'erosion et de l'alteration chimique repondent a des variations climatiques globales et regionales. Les periodes de fortes intensites de precipitations de mousson se traduisent au Sikkim par une plus forte penetration des precipitations dans la haute chaine et une plus forte alteration chimique des silicates. Depuis le dernier maximum glaciaire, la region du Sikkim est caracterisee par une augmentation de l'erosion et de l'alteration chimique.