Résumé

Du Crétacé à l’Holocène, de la tectonique des plaques à l’océanographie physique en passant par la paléo-climatologie, cette thèse propose un aperçu des impacts climatiques et océanographiques de l’ouverture de l’Atlantique Équatorial.

Au Crétacé, pendant le Turonien, la température moyenne de la terre était d’environ 28°C, contre approximativement 15°C actuellement. Ce maximum climatique intervient peu après l’ouverture de l’océan Atlantique Équatorial, qui constituait le dernier pont terrestre reliant l’Amérique du Sud et l’Afrique, et qui séparait alors l’Atlantique Sud de l’Atlantique Central.

Afin d’évaluer l’éventuelle contribution de la rupture de ce pont terrestre à ce maximum climatique, une reconstruction cinématique dédiée au rifting précoce de l’Atlantique Équatorial a été conduite. Cette reconstruction propose une nouvelle segmentation de l’Atlantique Équatorial, dont la partie nord a été affectée par un rifting polyphasé impliquant la formation d’une marge tranformante abrupte au niveau du plateau de Demerara.

La géométrie escarpée résultant de ce rifting, combinée à la mise en place d’une circulation thermohaline active à l’Oligocène-Miocène, impacte la sédimentation du plateau de Demerara, qui est régulièrement affectée par des glissements sous-marins.

Afin de mieux appréhender les risques associés à ces glissements de terrain, une observation multimodale des processus océanographiques à l’oeuvre a également été proposée. La combinaison des données de sismique multi-traces, de sismique grand-angle, de mesure altimétrique, XBT et CTD a révélé un important mélange de la colonne d’eau au niveau du plateau de Demerara ayant de potentiels impacts sur les instabilités sédimentaires du plateau.

Abstract

From the Cretaceous to the Holocene, bridging plate tectonics, physical oceanography, and paleoclimatology, this PhD thesis provides an overview of the climatic and oceanographic impacts of the opening of the Equatorial Atlantic.

During the Cretaceous, specifically the Turonian period, Earth’s average temperature was approximately 28°C, compared to around 15°C today. This climatic maximum occurred shortly after the opening of the Equatorial Atlantic Ocean, which served as the last land bridge connecting South America and Africa, thereby separating the South Atlantic from the Central Atlantic.

To assess the possible role of the breakup of this land bridge in the Cretaceous climatic maximum, a dedicated kinematic reconstruction focused on the early rifting phase of the Equatorial Atlantic was conducted. This reconstruction proposes a new segmentation of the Equatorial Atlantic, indicating a polyphased rifting pattern that affected its northern part, leading to the formation of a steep transform margin at the Demerara Plateau.

The sharp geometry resulting from this rifting, combined with the establishment of active thermohaline circulation during the Oligocene-Miocene, influences sedimentation on the Demerara Plateau, which is frequently affected by submarine landslides.

To better understand the risks associated with these landslides, a multimodal observation of the oceanographic processes at play was conducted. The combination of multichannel seismic data, wide-angle seismic surveys, altimetric measurements, XBT, and CTD data revealed significant mixing within the water column over the Demerara Plateau, which may have potential impacts on sediment instability.