La zone de Chala‐Tanaka‐Chaviña 

Dans la zone de Chala‐Tanaka‐Chaviña, nous avons daté une terrasse marine de dépôts à  l’Ouest  de  Chaviña  (terrasse  à  +150  m),  trois  terrasses  marines  de  dépôts  dans  la  baie  de  Chala (terrasses à +60 m, +94 m et +154 m) et une terrasse d’abrasion marine au Sud‐est de la  ville de Tanaka (terrasse à +90 m) (Figure 77 ; Table 4 ; Table 6). 

      Figure 77 : 1 – Panorama des terrasses marines de dépôts de la baie de Chala. Les chiffres correspondent aux altitudes des pieds de falaise des terrasses et  caractérisent chaque niveau de terrasse. 2 – Panorama de la terrasse marine de dépôts à +94 m où l’on peut observer l’épaisseur des dépôts de terrasse (D)  ainsi que la base de ces dépôts (B) et donc le niveau d’abrasion associé à la formation de la terrasse à +94 m. La base de ces dépôts est soulignée par un niveau  à  galets  sub‐arrondis  décimétriques  et  intercalation  de  coquilles  brisées  et  entières,  provenant  d’une  ancienne  plage  de  galets  (shingle  beach)  présente,  au  niveau de la mer, lors de la formation de cette terrasse par érosion du platier et retrait de la falaise côtière. 3 – Photographie d’une partie de l’épaisseur de  dépôts associés à la terrasse marine de dépôts à l’Ouest de Chaviña. 

Nous  avons  employé  deux  méthodes  différentes  pour  calculer  les  âges  des  terrasses  marines  de  dépôts.  Quand  le  nombre  d’échantillons  le  permet  (≥  4),  nous  avons  calculé  les  âges  à  partir  de  la  courbe  de  décroissance  exponentielle  de  la  concentration  de 10_{Be  en}  fonction  de  la  profondeur  qui  s’ajuste  le  mieux  aux  données.  Le  modèle  fournit  l’âge  de  la  terrasse  pour  différents  taux  d’érosion  en  fonction  du  degré  de  confiance  lié  au  résultat  (graphique  de  l’âge  en  fonction  du  taux  d’érosion  et  de  la  valeur  du  Χ2_{).  Puis,  dans  un}  deuxième temps, nous avons calculé les âges avec une autre méthode afin de comparer les  âges obtenus entre eux et déduire l’âge minimum de la terrasse marine. Dans cette deuxième  méthode, la masse volumique (porosité) de l’épaisseur de sédiments traversée par les rayons  cosmiques est un important paramètre dans le calcul des âges en fonction de la profondeur.  Cependant, la détermination précise de ce paramètre est d’autant plus difficile à contraindre  que ce sont des dépôts hétérogènes et hétérométriques. Ainsi, nous avons pris en compte une  incertitude  sur  la  valeur  de  la  masse  volumique  et  calculé  les  âges  des  échantillons  en  profondeur  pour  deux  masses  volumiques  différentes.  Pour  cela,  nous  avons  pris  1700  et  1900  kg.m‐3  _{qui  sont  les  masses  volumiques  pour  des  sédiments  secs,  hétérogènes  et}  hétérométriques (Table 6). Pour la masse volumique des échantillons en surface, nous avons  pris la masse volumique de la lithologie du bloc, en général la masse volumique du quartzite  ou de la granodiorite (2700 kg.m‐3_).    La terrasse marine de dépôts à +150 m, à l’Ouest de Chaviña.  Pour la terrasse à +150 m à l’Ouest de Chaviña, le nombre d’échantillons est insuffisant  pour appliquer un modèle de décroissance de la concentration en fonction de la profondeur  à partir des données. Nous avons donc appliqué la deuxième méthode aux deux échantillons  en profondeur, pour obtenir l’âge de la terrasse. Nous avons donc ramené les échantillons en  surface  et  calculé  leur  âge.  L’échantillon  de  surface  analysé  donne  un  âge  de  304  ±  35  ka,  pour un taux d’érosion nul (Table 4). L’erreur associée est la somme des erreurs analytique et  « géologique », calculées avec le calculateur en ligne CRONUS‐Earth. Les deux échantillons  en profondeur analysés pour la terrasse à +150 m à l’Ouest de Chaviña ont donné, pour une  masse volumique de 1700 kg.m‐3 _{et un taux d’érosion nul, des âges de 318 ± 14 ka et 358 ± 31}  ka, bien en accord avec l’âge de l’échantillon en surface. L’erreur associée aux âges obtenus  provient  de  l’incertitude  sur  la  mesure  de  la  profondeur  de  l’échantillon  (10%  de  la 

profondeur).  Pour  une  masse  volumique  de  1900  kg.m‐3_{,  les  âges  obtenus  pour  les  deux}  échantillons en surface sont : 334 ± 17 ka et 400 ± 39 ka, pour une érosion nulle (Table 6).  En considérant un taux d’érosion maximum de 1e‐6 _{m/an, on obtient des âges à 389 ± 22}  ka et 452 ± 51 ka pour une masse volumique de 1700 kg.m‐3 _{et à 427 ± 28 ka et 547 ± 76 ka,}  pour une masse volumique de 1900 kg.m‐3_.   On observe ainsi que l’âge minimum de 304 ± 35 ka, pour la terrasse +150 m, est donné  par l’âge 10_{Be de l’échantillon en surface, pour un taux d’érosion nul.}    

Dans  la  baie  de  Chala,  nous  avons  échantillonné  trois  terrasses  marines :  les  terrasses  marines à +60 m, +94 m et +154 m. 

La terrasse marine de dépôts à +60 m dans la baie de Chala. 

Pour  la  terrasse  à  +60  m,  nous  avons  échantillonné  un  cône  alluvial  qui  recouvre  la  terrasse. Les échantillons analysés n’ont pas donné de résultats très concluants pour un âge  absolu de la terrasse, mais donnent cependant une idée sur l’âge minimum de la terrasse. En  calculant la courbe de décroissance de la concentration de 10_{Be en fonction de la profondeur,}  le  modèle  ne  s’ajuste  pas  bien  aux  données,  les  âges  étant  dispersés  autour  de  la  courbe  (Figure  78A).  Ceux‐ci  reflètent  la  nature  détritique  et  épisodique  du  dépôt  de  cône.  Des  épisodes  plus  jeunes  sont  intercalés  entre  des  épisodes  plus  vieux.  L’âge  obtenu  grâce  au  modèle donne un âge moyen légèrement inférieur à 300 ka, un âge minimum inférieur à 100  ka  et  un  âge  maximum  légèrement  supérieur  à  500  ka,  sans  héritage  et  pour  une  érosion  nulle  (Figure  78B).  Le  cône  alluvial  s’étant  déposé  sur  la  terrasse  marine,  il  est  donc  postérieur à celle‐ci. On peut donc faire l’hypothèse que l’âge de la terrasse est supérieur à  l’âge minimum obtenu dans le cône avec les deux méthodes, donc supérieur à 100 ka.               

Figure 78 : A ‐ Courbe de décroissance exponentielle de la production de 10_{Be en fonction de la profondeur s’ajustant aux échantillons du profil vertical de la} 

terrasse  marine  à  +60  m,  dans  la  baie  de  Chala.  Les  rectangles  bleus  correspondent  à  la  concentration  en 10_{Be  en  fonction  de  la  profondeur  de  chaque} 

échantillon.  La  courbe  en  rouge  est  le  modèle  calculé  pour  un  héritage  nul.  B  ‐  Diagramme  3D  de  l’âge  (en  ordonnée)  en  fonction  du  taux  d’érosion  (en  abscisse) et de la distribution du Χ2 _{(en niveaux de gris, le plus clair correspondant aux valeurs petites du Χ}2_{, donc au meilleur ajustement de la courbe aux} 

données). Le Χ2 _{(racine carrée de la somme des carrés des écarts entre le modèle et les données) indique un intervalle de confiance, plus il est bas, plus la} 

confiance est bonne. La courbe rouge correspond à 1σ de confiance. L’étoile rouge correspond à l’âge moyen, pour un taux d’érosion nul, les intersections des  deux  courbes  rouges  avec  l’axe  des  ordonnées  (érosion  nulle)  donnent  l’âge  maximum  et  minimum  de  la  terrasse,  avec  1σ  de  confiance  autour  de  l’âge  moyen. 

La terrasse marine de dépôts à +94 m dans la baie de Chala. 

Pour la terrasse marine à +94 m, le modèle de décroissance de la concentration de 10_Be en  fonction de la profondeur s’ajuste relativement bien avec les données. Nous avons appliqué  deux  modèles,  un  avec  un  héritage  nul  et  un  autre  avec  un  héritage  arbitraire  de  200000  atome/g,  soit  ~58  ka,  identique  pour  tous  les  échantillons  (Figure  79).  L’âge  moyen  obtenu  avec le modèle à érosion 0 et héritage nul est de 500 ± 160 ka, tandis qu’avec un héritage de  200000 atome/g, on obtient un âge moyen de 330 ka, un âge minimum de 220 ka et un âge  maximum  de  440  ka,  avec  1σ  de  confiance.  Cependant,  l’indice  du  Χ2  _{est  assez  élevé,}  inférieur à 6 m2_{, et reflète un intervalle de confiance moyen (Figure 80).} 

  Figure 79 : Courbe de décroissance exponentielle de la production de 10_{Be en fonction de la profondeur}  s’ajustant aux échantillons du profil vertical de la terrasse marine à +94 m, dans la baie de Chala. Les  rectangles  bleus  correspondent  à  la  concentration  en 10_{Be,  calculée  à  l’accélérateur,  en  fonction  de  la}  profondeur de chaque échantillon. La courbe en rouge est le modèle calculé pour un héritage nul. La  courbe en bleu correspond au modèle calculé pour un héritage commun de 200000 atomes/g, soit ~58 

  Figure 80 : Diagramme 3D de l’âge en fonction de l’érosion et de la valeur du Χ2 _{(en niveaux de gris, le plus clair correspondant aux valeurs petites du Χ}2_, 

donc au meilleur ajustement de la courbe aux données), pour le modèle avec un héritage nul (A) et de 200000 atomes/g, soit ~58 ka (B), pour la terrasse +94 m,  dans la baie de Chala. Le Χ2 _{(racine carrée de la somme des carrés des écarts entre le modèle et les données) indique un intervalle de confiance, plus il est bas,} 

plus  la  confiance  est  bonne.  La  courbe  rouge  correspond  à  1σ  de  confiance.  L’étoile  rouge  correspond  à  l’âge  moyen,  pour  un  taux  d’érosion  nul,  les  intersections  des  deux  courbes  rouges  avec  l’axe  des  ordonnées  (érosion  nulle)  donnent  l’âge  maximum  et  minimum  de  la  terrasse,  avec  1σ  de  confiance  autour de l’âge moyen. 

Avec  la  seconde  méthode  de  calcul  des  âges,  les  quatre  échantillons  de  profondeurs  différentes  ont  donné  des  âges,  pour  une  masse  volumique  de  1700  kg.m‐3_{,  de  338  ±  19  ka,}  463 ± 32 ka, 427 ± 38 ka et 407 ± 57 ka, avec un modèle à érosion nulle. Avec cette méthode, il  apparaît  qu’il  y  a  deux  épisodes  sédimentaires  différents,  dont  la  limite  entre  ces  deux  couches  se  situerait  à  ~55  ±  5  cm.  Pour  une  masse  volumique  à  1900  kg.m‐3_{,  on  obtient  des}  âges  à  357  ±  22  ka,  502  ±  39  ka,  475  ±  48  ka  et  483  ±  76  ka.  De  même  qu’avec  une  masse  volumique  à  1700  kg.m‐3_{,  il  semble  que  l’on  ait  deux  épisodes  différents  de  dépôts dont  la}  limite se situerait à ~55 ± 5 cm (Table 6). 

Enfin, en suivant le même schéma que ci‐dessus mais en considérant une érosion de 1e‐6  m/an,  on  isole  encore  la  présence  de  deux  épisodes  de  dépôts,  et  ce  pour  les  deux  masses  volumiques (Table 6). 

En résumé, l’âge minimum de la terrasse à +94 m, obtenu avec ces deux méthodes, est de  220 ka. 

La terrasse marine de dépôts à +154 m dans la baie de Chala. 

Pour  la  terrasse  à  +154 m,  nous  présentons  trois  modèles  de  décroissance  exponentielle  de la concentration en 10_{Be avec la profondeur (Figure 81A). Un modèle sans héritage (courbe}  rouge),  un  modèle  avec  un  héritage  de  200000  atomes/g,  soit  ~55  ka  (courbe  bleue)  et  un  troisième  modèle  qui  ne  prend  pas  en  considération  l’échantillon  de  surface  le  moins  concentré  (courbe  en  pointillé  noire ;  Table  4).  En  effet,  il  est  vraisemblable  que  cet  échantillon ne reflète pas l’âge réel de la surface, étant plus jeune  que celle‐ci, puisqu’il est  excentré  par  rapport  aux  autres.  Toutefois,  l’intervalle  de  confiance  est  assez  mauvais  (Χ2  inférieur à 7 m2_{). L’âge minimum serait de 250 ka et l’âge maximum de ~900 ka, avec un âge}  moyen de ~580 ka (Figure 81B). 

Figure 81 : A ‐ Courbe de décroissance exponentielle de la production de 10_{Be en fonction de la profondeur s’ajustant aux échantillons du profil vertical de la} 

terrasse  marine  à  +154  m,  dans  la  baie  de  Chala.  Les  rectangles  bleus  correspondent  à  la  concentration  en 10_{Be,  calculée  à  l’accélérateur,  en  fonction  de  la} 

profondeur de chaque échantillon. La courbe en rouge est le modèle calculé pour un héritage nul. La courbe en bleu correspond au modèle calculé pour un  héritage  commun  de  200000  atomes/g,  soit  55  ka.  La  courbe  en  pointillé  noire  correspond  au  modèle  sans  l’échantillon  de  surface  le  moins  concentré.  B  ‐  Diagramme 3D de l’âge en fonction du taux d’érosion et de la valeur du Χ2 _{(en niveaux de gris, le plus clair correspondant aux valeurs petites du Χ}2_, donc au 

meilleur ajustement de la courbe aux données). Le Χ2 _{(racine carrée de la somme des carrés des écarts entre le modèle et les données) indique un intervalle de} 

confiance, plus il est bas, plus la confiance est bonne. La courbe rouge correspond à 1σ de confiance. L’étoile rouge correspond à l’âge moyen, pour un taux  d’érosion nul, les intersections des deux courbes rouges avec l’axe des ordonnées (érosion nulle) donnent l’âge maximum et minimum de la terrasse, avec 1σ  de confiance autour de l’âge moyen. 

L’âge de l’échantillon en surface a été calculé avec le calculateur en ligne CRONUS‐Earth.  L’âge obtenu est de 720 ± 77 ka. Avec la seconde méthode, nous avons calculé l’âge de trois  échantillons en profondeur. Pour le modèle à érosion nulle, on obtient 609 ± 43 ka, 600 ± 69  ka et 712 ± 107 ka pour une masse volumique de 1700 kg.m‐3_{. Pour une masse volumique de}  1900 kg.m‐3_{, on obtient des âges de 665 ± 53 ka, 691 ± 90 ka et 860 ± 148 ka. L’âge minimum de}  la terrasse à +154 m, est donc de 600 ± 69 ka (Table 6). 

Avec  une  érosion  de  1e‐6  _{m/an  et  une  masse  volumique  de  1700  kg.m}‐3_{,  l’âge  de}  l’échantillon  en  surface  est  saturé,  c’est‐à‐dire  que  soit  il  est  supérieur  à  la  demi‐vie  de  l’isotope  cosmogénique  du 10_{Be  (1,36  Ma),  soit  il  a  atteint  l’état  d’équilibre  entre  gains  et}  pertes pour ce taux d’érosion. Pour les trois échantillons en profondeur, les âges obtenus sont  assez vite saturés aussi. 

En résumé, l’âge minimum de la terrasse marine à +154 m est de 250 ka, âge obtenu avec  la première méthode. 

La  terrasse  d’abrasion  marine  à  +90  m,  au  niveau  du  cap  entre  Tanaka  et  la  baie  de  Chala.  Nous avons échantillonné un écueil rocheux sur la surface (Figure 82). Pour un modèle à  érosion nulle, nous avons obtenu un âge de 171 ka ± 21 ka. Avec une érosion de 1e‐6 _m/an,  l’âge obtenu est de 200 ± 30 ka.        Figure  82 :  Panorama  d’une  section  du  cap  entre  Tanaka  et  la  baie  de  Chala,  au  sud  de  la  ville  de  Tanaka.  On  y  observe  les  différents  niveaux  de  terrasses  d’abrasion  marine  et  les  nombreux  écueils  rocheux présents sur les terrasses. 

              Table 6 : Table des âges des échantillons en profondeur, pour les terrasses +150 m de Chaviña et +94 m et +154 m de Chala, en utilisant la seconde méthode de  calcul, cʹest‐à‐dire en ramenant les échantillons en surface, en fonction de la masse volumique et du taux d’érosion.