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Analyse en laboratoire et principe de la méthode de calcul des âges de surfaces et le long d’un profil en profondeur 

Figure 15: Dérive littorale La trajectoire en zigzag des débris au niveau de la côte forme une résultante qui correspond à un transport latéral des débris parallèlement à la côte.

3. Méthodologies de datation et de mesure des taux de soulèvement utilisées 

3.1.1. Méthode de l’isotope cosmogénique Béryllium 10 ( 10 Be) 

3.1.1.4. Analyse en laboratoire et principe de la méthode de calcul des âges de surfaces et le long d’un profil en profondeur 

Toutes  les  préparations  chimiques  des  échantillons  en  laboratoire  ont  été  réalisées  à  l’University of California, Santa Cruz (USA) au cours de deux séjours de trois et deux mois en  2005 et 2006, respectivement. Le protocole en laboratoire de cette préparation, du broyage à  la  préparation  des  cibles  est  en  annexe  1.  La  purification  du  quartz  et  la  séparation  du  béryllium  ont  été  effectuées  selon  la  méthode  de  Kohl  et  Nishiizumi  (1992).  Les  oxydes  de  béryllium (BeO) ont été mixés avec du niobium (Nb, métal de transition gris, rare, mou, et  ductile) pour  une  meilleure  lecture  du  rapport 10Be/9Be  à  l’accélérateur  à  spectrométrie  de  masse  (ASM).  Des  cibles  (cathodes  en  inox)  sont  ensuite  remplies  du  mélange  homogène  BeO‐Nb de chaque échantillon pour la mesure du rapport à l’ASM. 

 

3.1.1.4.1.

Protocole en laboratoire 

Cf. Annexe 1.   

3.1.1.4.2.

Principe  de  la  méthode  de  calcul  des  âges  de  surface  et 

selon un profil en profondeur 

Toutes  les  mesures  du  rapport 10Be/9Be  ont  été  réalisées  au  Center  for  Accelerator  Mass  Spectrometry of the Lawrence Livermore National Laboratory et normalisées aux étalons ICN du  10Be préparés par K. Nishiizumi en utilisant la demi‐vie du 10Be de 1.5 Ma (Hall et al., 2008).  Même si la demi‐vie du 10Be vient juste d’être réévaluée à 1.35 Ma (Nishiizumi et al., 2007),  les  mesures  n’ont  pas  besoin  d’être  renormalisées  avant  d’utiliser  le  calculateur  en  ligne  CRONUS‐Earth  (http://hess.ess.washington.edu  ;  Balco  et  al.,  2008)  pour  l’obtention  des  âges, puisque elles ont été faites avant le 25 Juin 2007 et donc avec les anciens étalons (Hall,  S.R., communication personnelle, 2007)(Cf.4.1.1.1.2). Enfin, en utilisant le 9Be total ajouté lors  de  la  préparation  chimique  des  échantillons,  le  poids  des  échantillons  et  le  rapport  isotopique 10Be/9Be  mesuré,  nous  pouvons  en  déduire  la  concentration  en 10Be  de  chaque  échantillon. 

Lors du passage à l’accélérateur, deux types d’erreurs sont déduites : l’erreur analytique  et  l’erreur  « géologique ».  L’erreur  analytique  est  liée  à  toute  la  procédure  de  préparation  chimique  des  échantillons  en  laboratoire.  Pour  la  quantifier  un  blanc  est  réalisé  en  même 

temps que les échantillons pour chaque jeu d’échantillons (1 jeu= 11 échantillons + 1 blanc).  Toutes les quantités qu’on ajoute à ce blanc sont connues (9Be, acides etc.) et donc tout ce qui  est  ajouté  au  départ  doit  être  retrouvé  dans  les  mêmes  proportions  lors  du  passage  à  l’accélérateur.  Ainsi,  c’est  cette  différence  à  l’arrivée  qui  permet  de  quantifier  l’erreur  analytique.  L’erreur  « géologique »  inclut  les  erreurs  associées  aux  taux  de  production  calculés  (latitude,  altitude,  épaisseur  de  l’échantillon,  masque  topographique…)  ainsi  qu’à  tous  les  processus  géologiques  (érosion  différentielle,  héritage,  à  des  dépôts  différentiels  et/ou a à une couverture sédimentaire postérieure, etc.). 

Les  âges  des  échantillons  en  surface  on  été  calculés  grâce  au  calculateur  en  ligne  CRONUS‐Earth  (http://hess.ess.washington.edu  ;  Balco  et  al.,  2008).  Ce  calculateur  permet  notamment  d’obtenir,  à  partir  de  mesures  de  concentration  en  10Be  et  26Al,  des  âges  d’exposition, des taux d’érosion et de calculer le masque topographique. 

Pour  les  échantillons  des  profils  verticaux  de  la  surface  vers  la  profondeur,  nous  avons  utilisé un programme qui intègre toutes les équations théoriques développées dans la partie  3.1.1.2 et nécessaires au calcul des âges d’exposition des terrasses marines. (Cf. Vassallo et al.  (2005)  pour  une  autre  application  de  ce  programme  et  Siame  et  al.  (2004)  pour  la  méthode  d’inversion). 

Pour certains profils verticaux de la surface vers la profondeur, le nombre d’échantillons  n’était pas suffisant pour pouvoir ajuster une exponentielle de décroissance ou l’intervalle de  confiance n’était pas satisfaisant pour en déduire un âge fiable. Nous avons donc choisi de  les ramener en surface et de calculer les âges pour des taux d’érosion différents. Nous avons  utilisé  un  programme  développé  par  Vincent  Regard  sous  Scilab  où  nous  avons  pu  faire  varier le taux d’érosion, la profondeur de départ des échantillons et la masse volumique du  matériel traversé par les rayons cosmiques (Cf. 4.2.5.1.2 et 4.2.5.1.3). 

 

Avec les échantillons de surface, on obtient un âge « direct » de la terrasse marine datée  contrairement à l’échantillonnage en profondeur mais on n’obtiendra pas d’information sur  l’héritage  et  l’érosion.  En  effet,  après  le  passage  à  l’accélérateur  des  échantillons  en  profondeur, il faut calculer la courbe de décroissance de la concentration en 10Be en fonction  de  la  profondeur  des  échantillons  et  en  la  comparant  avec  la  courbe  de  décroissance  exponentielle  théorique,  on  peut  en  déduire  l’âge  et  l’historique  de  la  terrasse  (érosion  et 

héritage)  (Cf.  Théorie  3.1.1.2).  Pour  un  échantillonnage  en  surface,  l’existence  de  ces  processus éventuels peut être mise en évidence mais n’est pas quantifiable. En effet, si aucun  de ces processus n’a existé, les âges des échantillons d’une même surface seront bien groupés  et  l’écart  type  sera  petit.  S’il  y  a  de  l’héritage,  les  âges  vont  se  disperser.  De  plus,  les  âges  apparaîtront  plus  vieux,  si  les  échantillons  contiennent  de  l’héritage,  ou  plus  jeunes,  si  la  surface a subi une érosion, que l’âge réel d’abandon de la terrasse. Par contre, l’érosion ne va  pas disperser les âges puisqu’elle est la même pour tous les échantillons. Ainsi, comme nous  ne pouvons quantifier la part exacte de ces processus géologiques postérieurs à la formation  de  la  terrasse,  nous  prendrons  une  barre  d’erreur  de  2σ  (deux  fois  l’écart‐type)  pour  l’âge  moyen.  

Une  fois  l’âge  calculé,  il  faut,  dans  la  mesure  du  possible,  corréler  chaque  niveau  de  terrasse  marine  à  un  haut  niveau  marin  d’une  période  interglaciaire  (stade  ou  sous‐stade  isotopique),  car,  conformément  à  notre  modèle  de  formation  des  terrasses  marines,  il  est  établi qu’une terrasse marine se forme lors d’un haut niveau marin (période interglaciaire ;  Cf. 2.3). De plus, l’âge d’exposition d’une terrasse marine doit refléter la durée d’exposition  depuis l’abandon de la terrasse par régression marine et/ou soulèvement côtier. 

Ainsi,  en  combinant  une  courbe  eustatique  précise  des  variations  du  niveau  marin  au  cours du Pléistocène et l’âge 10Be de chacune des terrasses marines, nous pourrons calculer  les  vitesses  de  soulèvement  pour  chaque  intervalle  de  temps  entre  deux  hauts  niveaux  marins  (et  donc  entre  deux  niveaux  de  terrasse)  et  le  soulèvement  (Cf.  Théorie  3.2  et  Applications 4.3).                     

3.1.2. Méthodes U‐Th de datation de coquilles fossiles