Abstract : The late Cretaceous records a pronounced decrease in temperatures on a global scale between 90 and 65 million years that marks the first step of the progressive climatic decline ultimately leading to our modern climate mode. This first cooling step is concomitant to a major tectonic uplift of the east South American and west African margins. Relief formation on the African ans South American continent, enhancing continental weathering, can have induced a climatic cooling at a global scale through atmospheric CO2 consumption linked to silicate weathering reactions. The main objective of this project is to explore the potentially determinant impact of this tectonic uplift on the long-term cooling of the late Cretaceous. A new proxy, based on the coupled Lu-Hf and Sm-Nd isotope systems in clays, will be used to track the late Cretaceous continental weathering evolution on those margins, associated to clay mineralogy that tracks the hydrolysis and mechanical erosion variations. The three IODP sites studied have thus made it possible to show that in the late Cretaceous, the chemical alteration of silicates was intensified in response to the uplifts of the margins but that this response depended on the climatic and tectonic context and illustrated the competition between tectonics and climate on the continental chemical weathering of silicates. Finally, the comparison of the data with the climatic evolution shows concomitant evolution between the intensification of the weathering of the margins and the acceleration of the cooling suggests a contribution of the uplift to the late Cretaceous global climate cooling through an increased CO2 consumption engendered by silicates chemical weathering.
Résumé : Le Crétacé supérieur enregistre une diminution marquée des températures à l’échelle globale entre 90 et 65 millions d’années, qui signe la première phase du refroidissement progressif aboutissant à notre mode climatique actuel. Cette première étape de refroidissement est contemporaine d’un épisode majeur de soulèvements tectoniques des marges est de l’Amérique du Sud et ouest de l’Afrique. La création de reliefs sur le continent Africain et sud Américain, peut, en stimulant l’altération continentale, avoir généré un refroidissement global par consommation accrue de CO2 atmosphérique liée aux réactions d’altération des silicates.L’objectif de cette thèse est d’explorer le rôle potentiellement déterminant de cet épisode tectonique dans le refroidissement du Crétacé supérieur. Un nouveau traceur basé sur le couplage des systèmes isotopique Lu-Hf et Sm-Nd dans les argiles, est utilisé pour retracer l’évolution de l’altération chimique au Crétacé supérieur sur ces marges, en association à la minéralogie des argiles pour retracer les changements d’hydrolyse et d’érosion mécanique. Les trois sites IODP étudiés ont ainsi permis de montrer qu’au Crétacé supérieur, l’altération chimique des silicates était intensifiée en réponse aux uplifts des marges mais que cette réponse dépendant du contexte climatique et tectonique et illustrait la compétition entre tectonique et climat sur l’altération chimique continentale des silicates. Enfin, la correspondance temporelle entre l’intensification de l’altération des marges et l’accélération du refroidissement suggère une contribution de l’uplift au refroidissement du climat global du Crétacé supérieur à travers une consommation de CO2 accrue par l’altération des silicates.