A multidating approach applied to historical slackwater flood deposits of the Gardon River, SE France

Approche multi-datation appliquée aux dépôts de sédiments de crue historique du Gardon, Sud-est de la France

Dezileau, L. ; Terrier, B. ; Berger, J.F. ; Blanchemanche, P. ; Latapie, A. ; Freydier, R. ; Bremond, L. ; Paquier, A. ; Lang, M. ; Delgado, J.L.

Type de document
Article de revue scientifique à comité de lecture
Langue
Anglais
Affiliation de l'auteur
GEOSCIENCES MONTPELLIER UNIVERSITE MONTPELLIER FRA ; AGENCE DE L'EAU RHONE MEDITERRANEE CORSE FRA ; UNIVERSITE DE LYON CNRS UMR 5600 ENVIRONNEMENT VILLE ET SOCIETE BRON FRA ; ARCHEOLOGIE DES SOCIETES MEDITERRANEENNES CNRS UMR 5140 FRA ; IRSTEA LYON UR HHLY FRA ; HYDROSCIENCES MONTPELLIER UNIVERSITE MONTPELLIER 2 CNRS UMR 5569 MONTPELLIER FRA ; CENTRE DE BIO-ARCHEOLOGIE ET D'ECOLOGIE EPHE UNIVERSITE MONTPELLIER 2 CNRS UMR 5059 MONTPELLIER FRA ; IRSTEA LYON UR HHLY FRA ; IRSTEA LYON UR HHLY FRA ; CETE MEDITERRANEE AIX EN PROVENCE FRA
Année
2014
Résumé / Abstract
Une approche par datations multiples a été menée sur les dépôts de sédiments de crue retrouvés dans les gorges du Gardon (Languedoc). Le plomb-210, le césium-137 et l’analyse géochimique des sédiments contaminés par les mines ont été utilisés pour reconstruire l’histoire des dépôts de crue. Cette approche a été combinée avec l’historique des crues du Gardon depuis 1890 pour affiner l’approche géochronologique. Au niveau de la cavité GG et de la terrasse GE les analyses ont permis d’illustrer les mécanismes d’érosion-redéposition pouvant perturber les séquences de sédiments. Les enregistrements des dépôts de sédiments de crue sont complets sur la terrasse GE située à 10 m au-dessus du lit mineur à partir de 1958, et incomplets auparavant. Sur la période 1880-1958, 25 crues ont eu un débit suffisant (>1450 m3/s) pour recouvrir la terrasse, alors que l’on recense seulement 5 à 6 crues depuis 1958 (pour un débit de submersion supérieur à 1700 m3/s). L’augmentation progressive du débit de submersion et la fréquence moindre d’inondation de la terrasse ont pu permettre sur la période récente la stabilisation de la couche de surface par la végétation et limiter l’érosion lors de crues importantes. Les enregistrements semblent complets dans la cavité GG située à 15 m au-dessus du lit mineur. La fréquence moindre de submersion à ce niveau plus élevé peut expliquer une meilleure stabilisation des dépôts de crue, rendus moins vulnérables à l’érosion. La datation au radiocarbone a été testée même si elle ne permet pas de dater avec précision les dépôts de crue des derniers siècles. Sur la terrasse GE, 80% des dates au carbone 14 sur charbon de bois sont beaucoup trop vieilles par rapport aux autres techniques de datation, ce qui peut s’expliquer par une remobilisation/déstockage de charbons de bois anciens. Les datations radiocarbone sur graines donnent de meilleurs résultats, car issues d’une production annuelle, plus facilement décomposable et moins sujette à des dépôts intermédiaires. Au final, il apparaît que la technique de datation par radiocarbone sur des charbons de bois retrouvés dans les séquences sédimentaires n’est pas fiable, alors qu’elle est la plus pratiquée en paléo-hydrologie. L’utilisation combinée du plomb-210, du césium-137, de l’analyse géochimique des sédiments et des informations sur les crues historiques a permis de discriminer et de dater les différents dépôts de crue de ce dernier siècle dans la cavité GG et la terrasse GE.
A multidating approach was carried out on slackwater flood deposits, preserved in valley side rock cave and terrace, of the Gardon River in Languedoc, southeast France. Lead-210, caesium-137, and geochemical analysis of mining-contaminated slackwater flood sediments have been used to reconstruct the history of these flood deposits. These age controls were combined with the continuous record of Gardon flow since 1890, and the combined records were then used to assign ages to slackwater deposits. The stratigraphic records of terrace GE and cave GG were excellent examples to illustrate the effects of erosion/preservation in a context of a progressively self-censoring, vertically accreting sequence. The sedimentary flood record of the terrace GE located at 10 m above the channel bed is complete for years post-1958 but incomplete before. During the 78-year period 1880-1958, 25 floods of a sufficient magnitude (> 1450 m3/s) have covered the terrace. Since 1958, however, the frequency of inundation of the deposits has been lower:only 5 or 6 floods in 52 years have been large enough to exceed the necessary threshold discharge (> 1700 m3/s). The progressive increase of threshold discharge and the reduced frequency of inundation at the terrace could allow stabilisation of the vegetation cover and improved protection against erosion from subsequent large magnitude flood events. The sedimentary flood record seems complete for cave GG located at 15 m above the channel bed. Here, the low frequency of events would have enabled a high degree of stabilisation of the sedimentary flood record, rendering the deposits less susceptible to erosion. Radiocarbon dating are used in this study and compared to the other dating techniques.Eighty percent of radiocarbon dates on charcoals were considerably older than those obtained by the other techniques in the terrace. On the other hand, radiocarbon dating on seeds provided better results. This discrepancy between radiocarbon dates on charcoal and seeds is explained by the nature of the dated material (permanent wood vs. annual production and resistance to degradation process). Finally, we showed in this study that although the most common dating technique used in paleoflood hydrology is radiocarbon dating, usually on charcoal preserved within slackwater flood sediments, this method did not permitus to define a coherent age model. Only the combined use of lead-210, caesium-137, and geochemical analysis of mining-contaminated sediments with the instrumental flood record can be applied to discriminate and date the recent slackwater deposits of the terrace GE and cave GG.
Source
Geomorphology, vol. 214, p. 56 - 68

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