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Quantifying landslide activity and contribution to sediment fluxes with cosmogenic radionuclides and grain-size distributions

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Le quartz, la clé pour mesurer l’activité des glissements de terrain

De nouvelles techniques d’estimation des intervalles de récurrence des glissements de terrain sur une période de plusieurs milliers d’années et d’identification des sédiments issus des glissements de terrain pourraient nous donner une image plus claire des impacts du changement climatique.

Sécurité

Les glissements de terrain se produisent généralement sur des pentes abruptes, lorsque la gravité l’emporte sur la capacité des roches et du sol à se maintenir en place. Les périodes de pluie intense, la réduction de la végétation et les tremblements de terre ne sont que quelques-uns des facteurs qui augmentent la probabilité d’un glissement de terrain. «Les glissements de terrain sont parmi les phénomènes géologiques les plus dangereux», explique Duna Roda-Boluda, coordinatrice du projet LandFlux et chercheuse postdoctorale au Centre allemand de recherche en géosciences. «Jusqu’à 20 000 km de routes et de réseaux ferroviaires européens sont menacés. Le changement climatique et l’impact de l’homme sur le paysage augmenteront la probabilité de glissements de terrain dans le futur.» Malgré ce danger, notre connaissance de la fréquence des glissements de terrain et de la fluctuation de leur taux de récurrence dans le passé reste limitée. Les enregistrements physiques sont souvent effacés par l’érosion et la végétation, et l’imagerie aérienne nous permet seulement de suivre l’activité des glissements de terrain de ces dernières années.

Une perspective à long terme

Le projet LandFlux, qui a été entrepris avec le soutien du programme d’actions Marie Skłodowska-Curie, a été lancé dans le but de combler ce déficit de connaissances. «Je voudrais estimer l’activité des glissements de terrain sur des échelles de temps de plusieurs siècles voire de plusieurs millénaires», explique Duna Roda-Boluda. «Cela fournira un contexte bien utile pour évaluer les enregistrements à plus court terme de l’activité des glissements de terrain.» Pour ce faire, Duna Roda-Boluda a échantillonné des dépôts de glissements de terrain récents de moins de 20 ans, au pied de collines en Nouvelle-Zélande. Les concentrations de deux nucléides cosmogéniques trouvés dans le quartz – 10Be et 14C – ont alors été mesurées. La mesure du 10Be est une technique bien établie pour estimer la période pendant laquelle la roche ou les sédiments ont été exposés à la surface. Le taux de concentration trouvé dans le 10Be a donné à l’équipe du projet une idée du temps écoulé entre le glissement de terrain échantillonné et le précédent. La mesure de la teneur du 14C a été effectuée pour déterminer si le rapport 14C/10Be augmente avec la profondeur d’érosion des glissements de terrain. «Les sédiments issus des glissements de terrain proviennent des profondeurs du socle rocheux, alors que les sédiments issus d’autres processus proviennent principalement de la roche de surface», ajoute Duna Roda-Boluda. «Des valeurs aussi élevées du rapport 14C/10Be pourraient potentiellement constituer un nouveau révélateur des sédiments dérivés des glissements de terrain.»

Mesurer la récurrence des glissements de terrain

L’application de ces techniques a permis à Duna Roda-Boluda de disposer, pour la première fois, d’estimations directes des intervalles de récurrence des glissements de terrain sur une échelle de temps de plusieurs milliers d’années. «Nos estimations de récurrence se situent entre 1 000 et 6 000 ans», explique-t-elle. «Comme nous nous y attendions, les intervalles sont plus longs pour les grands glissements de terrain et plus courts pour les petits.» Le projet a également constaté, comme il l’avait prévu, que les rapports 14C/10Be sont en corrélation avec la profondeur des glissements de terrain. «Cela signifie que ces nucléides pourraient potentiellement être utilisés pour identifier les matériaux de source profonde, et donc pour identifier les sédiments provenant des glissements de terrain», explique Duna Roda-Boluda. «Toutefois, l’extraction du 14C inorganique des sédiments est très complexe et ne peut être réalisée que dans quelques laboratoires dans le monde. Bien que cette technique soit encore en développement, nos résultats mettent son potentiel en évidence.» L’équipe du projet mesure actuellement les rapports 14C/10Be dans les sédiments fluviaux, en partant de l’hypothèse que les régions où l’activité des glissements de terrain est plus importante devraient afficher des rapports 14C/10Be plus élevés. Si cette hypothèse se vérifie, cela pourrait fournir aux scientifiques un outil leur permettant d’examiner la manière dont l’activité des glissements de terrain a fluctué depuis l’ère glaciaire, ou lors de périodes de tremblements de terre connus. «J’espère vraiment que notre approche de l’estimation des intervalles de récurrence des glissements de terrain à long terme et de l’identification des sédiments issus des glissements de terrain sera utilisée de manière systématique dans les études futures», ajoute Duna Roda-Boluda. «Cela pourrait nous permettre de déterminer si, et dans quelle mesure, l’activité des glissements de terrain évolue dans les régions qui connaissent des changements intensifs d’utilisation des terres, ou dans lesquelles de fortes sécheresses sont suivies de tempêtes et d’inondations.»

Mots‑clés

LandFlux, glissement de terrain, sédiments, climat, inondations, sécheresses, quartz, nucléides cosmogéniques

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