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Stable O and H isotopic composition of hydrous minerals as proxies for paleoclimate and -topography
Application to the European Alps
Thèse soutenue par Kerstin Bauer le 17 février 2014, Institut des sciences de la Terre
La composition isotopique des argiles, qui se forment typiquement en contact avec des eaux superficielles, peut être utilisée pour obtenir des informations sur la paléoaltitude, la paléotopographie et le paléoclimat pendant leur création.
La composition en isotopes stable (oxygène et hydrogène) des eaux de pluie est déterminée par l’altitude, la température, la distance depuis le lieu d’évaporation et par le taux de précipitation. Certains processus comme l’évaporation, l’interaction avec des minéraux et le mélange d’eaux d’origines variées peuvent aussi changer la composition des eaux de surface.
Les argiles sont des phyllosilicates hydratés qui sont créés par l’altération des roches au contact de ces eaux de surface et ils acquièrent une composition isotopique qui est soumise à un certain fractionnement. L’objectif de cette thèse est d’évaluer si l’effet de l’altitude des Alpes, est détectable dans la composition isotopique des sédiments du bassin d’avant-pays pendant le Miocène. Après avoir établi la procédure analytique, des compositions isotopiques typiques de régions de hautes altitudes ont été déterminés sur les eaux de surfaces (rivières) et sur des échantillons de sols, le long d’une coupe dans la vallée de Visp, dans les Alpes Suisses. Une reconstruction des paléoaltitudes Miocènes Alpines a ensuite été mené par l’analyse de sédiments marins et terrestres en utilisant des échantillons d’âges variés et provenant de Suisse, d’Allemagne et d’Autriche.
Les résultats montrent que la composition isotopique des échantillons est impactée par de multiples facteurs, tels que le mode et le lieu de formation, un possible échange isotopique tardif (surtout pour deltaD), leur composition minéralogique et l’environnement de leur sédimentation. Après un examen prudent de ces paramètres, et en se limitant à un certain assortiment d’échantillons, on peut tirer des conclusions sur la composition isotopique des eaux originelles pour en déduire l’effet du climat et de la topographie.