Le principal objet de cette thèse est de montrer que le karst est un vecteur pertinent d'informations morpho géniques. Pour utiliser à bon escient ce vecteur, il est nécessaire d'avoir une bonne connaissance des paramètres intervenant dans la formation et la structuration des vides endokarstiques et sur les processus de sédimentation carbonatée (spéléothème et travertin). Ces paramètres sont abordés, dans le Livre l, au travers de l'approche systémique. Cette approche apparaîtt la plus appropriée pour, d'une part, aborder les notions de structure, de flux et d'évolution du système karstique et, d'autre part, pour définir des stratégies méthodologiques cohérentes. Sur la base de cette approche, deux domaines géographiques ont été traités: le Vercors (Livre II) et la Transversale de Ronda (Livre III). L'intérêt de travailler sur deux entités différentes est double: il permet de s'affranchir des spécificités locales qui ont, parfois, pour effet de parasiter les essais morphogéniques ; le second intérêt est de pouvoir déterminer les différentes réponses du karst aux événements d'ordre tectonique, eustatique et/ou climatique. L'étude du karst, comme vecteur d'informations, a permis de définir la part d'événements dans l'évolution morphologique de ces deux domaines, comme la crise messinienne, le soulèvement pliocène et les oscillations climatiques pléistocènes, dont les effets n'étaient pas toujours perceptibles à partir des seules données superficielles. De ce travail, il ressort que les paléodrains constituent l'une des entrées les plus pertinentes car ils permettent de saisir l'existence de structures de substitution induites par des événements paléogéographiques de "premier ordre".

Les Cordillères nord-américaines sont constituées de blocs exotiques accrétés au craton nord-américain depuis le Paléozoïque jusqu'au Mésozoïque. Le "Guerrero terrane" qui forme la quasi-totalité de l'Ouest du Mexique est composé essentiellement de séquences d'arc du Jurassique supérieur-Crétacé inférieur, généralement considérées comme engendrées dans un environnement de marge active, lié à la subduction du paléoPacifique sous le craton nord-américain. Les ensembles plutono-volcaniques d'arc du "Guerrero terrane", pour la plupart basiques, sont associés à des environnements sédimentaires variés: pélagique, néritique et sub-aérien. Ils ont des affinités tholéïtique, calco-alcaline et shoshonitique, avec des rapports eNd élevés. Ces caractéristiques favorisent une origine intra-océanique pour ce "Guerrero terrane" au substratum mixte (croûte océanique et blocs continentaux). L'étude géochimique des basaltes, fondée sur les éléments traces incompatibles et les isotopes du Nd, montre qu'ils proviennent de la fusion partielle de sources mantelliques N-MORB, enrichies ou non par un composant OIB, et plus ou moins contaminées par des sédiments pélagiques ou terrigènes. La nature intra-océanique des séries d'arc du "Guerrero terrane", corrélée à l'absence de matériel volcanique dans les calcaires contemporains présents sur le craton nordaméricain impliquent l'existence d'un domaine océanique qui séparait le "Guerrero terrane" de la plaque nord-américaine au Crétacé inférieur. Plusieurs témoins de ce domaine représentés par des basaltes associés à des sédiments pélagiques du Crétacé inférieur ont été découverts le long du chevauchement majeur à vergence Est né du collage par collision du "Guerrero terrane" avec la marge nord-américaine, à la fin du Crétacé inférieur. Ainsi l'arc du Guerrero serait lié à la subduction de ce domaine océanique, décrit sous le nom de bassin d'Arperos, sous le paléo-Pacifique. Des données pétro-géochimiques sur les basaltes du bassin d'Arperos indiquent qu'ils dérivent probablement du mélange entre deux sources: OIB et N-MORB. Ces basaltes témoigneraient de la présence, dans ce bassin, d'un point chaud localisé à proximité d'une ride asismique.

Le continent nord-américain présente sur sa bordure Pacifique un domaine constitué par l'accrétion du Paléozoïque supérieur au Cénozoïque de fragments lithosphériques : les Cordillères nord-américaines. Ces fragments lithosphériques sont caractérisés par des séquences volcaniques d'arc ou de bassin océanique. Les séquences volcaniques d'arc du Paléozoïque supérieur et du Trias ont longtemps été considérées comme un seul arc. Depuis une dizaine d'années, des équipes françaises ont montré que les séquences d'arc du Paléozoïque et du Trias des Klamath orientales et de Sierra Nevada (Californie du Nord) étaient établies respectivement sur une lithosphère océanique et un bloc continental. Dans le Nevada occidental, les séquences d'arcs du Paléozoïque supérieur affleurent dans deux régions distinctes : Black Rock Desert et Excelsior Mountains. Dans le Black Rock Desert, la séquence permo-triasique de Bilk Creek ressemble en tout point à celle * des Klamath orientales et des Blue Mountains. Il s'agit d'un magmatisme d'arc permo-triasique continu, reposant sur des calcaires permiens inférieurs à affinité téthysienne. Ce magmatisme dériverait d'une source mantellique de type-MORB. Dans les Excelsior Mountains, la formation Black Dyke est constituée de laves et de pyroclastites recouvertes en concordance par des turbidites volcanoclastiques. Cette activité volcanique se produit au Permien inférieur autour de 276 Ma. Ce magmatisme d'arc présente de nombreuses similitudes avec celui de Sierra Nevada. Dans les deux cas, il s'agit d'un magmatisme exclusivement Permien, caractérisé par : (i) des roches volcaniques calco-alcalines; et (ii) de faibles valeurs d'eNd (T=275Ma) comprisent entre -11 et +5,5. Cet arc est séparé du continent nord-américain par un domaine océanique, le bassin de Golconda. En Sierra Nevada, cet arc paléozoïque est établi sur une séquence sédimentaire du Palézoïque inférieur tectonisée. Les faibles valeurs de l'eNd(T) des roches magmatiques de Sierra Nevada et des Excelsior Mountains suggèrent que les magmas dérivent d'une source mantellique, contaminée par une vieille croûte continentale, probablement protérozoïque. Ces magmas subissent au cours de leur remontée et leur stockage dans des chambres des assimilations de matériel crustal lors de leur fractionnement et de leur cristallisation. Le Paléozoïque supérieur volcanique et sédimentaire d'arc de Sierra Nevada et des Excelsior Mountains est plissé, puis recouvert en discordance par des sédiments respectivement du Trias ou du Jurassique. Ces déformations et cette discordance sont liées à la phase orogénique Sonoma, induite par la collision de cet arc avec la marge nord-américaine. Après l'accrétion de cet arc, un magmatisme calco-alcalin à shoshonitique se développe au Trias en bordure du craton. Sa diversité reflète vraisemblablement des variations dans la nature et l'épaisseur de de la croûte qui forme la marge occidentale cratonique américaine et sur laquelle s'édifie cet arc de type andin.