“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 102 — #125
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Paléoclimatologie
ainsi observées au cours de la période phanérozoïque. Dans certains cas, la
conjonction d’un niveau marin élevé et d’une flexure de la lithosphère liée à
la surrection d’un relief peut se traduire par la formation de mers épicontinentales profondes de plusieurs centaines de mètres. C’est le cas du Western
Interior Seaway, en Amérique du Nord, qui relie l’océan Arctique à l’actuel
golfe du Mexique, au cours du Crétacé. La dynamique de ces mers épicontinentales est encore mal connue, car il n’existe pas d’analogue actuel aussi
vaste. Ces mers épicontinentales devaient favoriser les climats peu contrastés
thermiquement du fait de la forte capacité calorifique de l’eau et de leur inertie
thermique. Inversement, les périodes de bas niveau marin devaient favoriser
des climats plus contrastés. En réalité, nous verrons que la réponse climatique
à un changement de niveau marin est plus complexe qu’il n’y paraît, d’autant
que c’est rarement le seul niveau marin qui change.
L’analyse des faciès sédimentaires permet de repositionner les lignes de
rivage. Celles-ci ont changé avec les variations eustatiques (changement du
niveau marin), mais également avec les mouvements verticaux des continents,
la flexure de la lithosphère en réponse à la formation d’un relief ou les variations des flux sédimentaires. Les variations des lignes de rivages déduites des
faciès sédimentaires ne constituent donc pas un marqueur direct du niveau
marin.
Dans les années 1970, Peter Vail et son équipe, géologues au sein de la
compagnie pétrolière américaine Exxon, produisirent une courbe des variations du niveau des océans. Vail y montrait que la géométrie et la position
des unités sédimentaires déposées sur les plateformes continentales et dans les
bassins avaient varié en fonction du niveau marin, de la subsidence de la zone
de dépôt, du flux sédimentaire et de la production carbonatée. La géométrie
et la position des unités sédimentaires reflètent principalement les variations
du niveau marin, subsidence, dépôt et production carbonatée étant considérés comme moins variables. La détermination des faciès sédimentaires sur des
carottes prélevées par forage, et la localisation des réflecteurs sismiques sur
les marges continentales et les bassins adjacents permettent de reconstruire
l’agencement des dépôts sédimentaires et d’en déduire les variations eustatiques. Plusieurs courbes ont depuis été produites (Haq et al., 1987 ; Haq et
Al-Qahtani, 2005). Les courbes obtenues (Fig. 3.7) montrent des cycles eustatiques emboîtés. Au premier ordre, l’amplitude des variations eustatiques est
forte, 200–300 mètres, la constante de temps, plusieurs centaines de millions
d’années. Une origine tectonique liée au cycle de vie des supercontinents (cycle
de Wilson) et aux variations du volume des dorsales est proposée. Un second
ordre présente des variations importantes (plusieurs dizaines de mètres) mais
une constante de temps plus faibles (>1 Ma). Le forçage tectonique reste la
cause la plus probable. Au troisième ordre, la périodicité n’excède pas 1–2 Ma,
et pourrait être liée au climat. Enfin des variations encore plus rapides pourraient être liées au glacioeustatisme (les variations eustatiques pilotées par
le volume des calottes de glace). Mais cette interprétation de la variabilité
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Paléoclimatologie
ainsi observées au cours de la période phanérozoïque. Dans certains cas, la
conjonction d’un niveau marin élevé et d’une flexure de la lithosphère liée à
la surrection d’un relief peut se traduire par la formation de mers épicontinentales profondes de plusieurs centaines de mètres. C’est le cas du Western
Interior Seaway, en Amérique du Nord, qui relie l’océan Arctique à l’actuel
golfe du Mexique, au cours du Crétacé. La dynamique de ces mers épicontinentales est encore mal connue, car il n’existe pas d’analogue actuel aussi
vaste. Ces mers épicontinentales devaient favoriser les climats peu contrastés
thermiquement du fait de la forte capacité calorifique de l’eau et de leur inertie
thermique. Inversement, les périodes de bas niveau marin devaient favoriser
des climats plus contrastés. En réalité, nous verrons que la réponse climatique
à un changement de niveau marin est plus complexe qu’il n’y paraît, d’autant
que c’est rarement le seul niveau marin qui change.
L’analyse des faciès sédimentaires permet de repositionner les lignes de
rivage. Celles-ci ont changé avec les variations eustatiques (changement du
niveau marin), mais également avec les mouvements verticaux des continents,
la flexure de la lithosphère en réponse à la formation d’un relief ou les variations des flux sédimentaires. Les variations des lignes de rivages déduites des
faciès sédimentaires ne constituent donc pas un marqueur direct du niveau
marin.
Dans les années 1970, Peter Vail et son équipe, géologues au sein de la
compagnie pétrolière américaine Exxon, produisirent une courbe des variations du niveau des océans. Vail y montrait que la géométrie et la position
des unités sédimentaires déposées sur les plateformes continentales et dans les
bassins avaient varié en fonction du niveau marin, de la subsidence de la zone
de dépôt, du flux sédimentaire et de la production carbonatée. La géométrie
et la position des unités sédimentaires reflètent principalement les variations
du niveau marin, subsidence, dépôt et production carbonatée étant considérés comme moins variables. La détermination des faciès sédimentaires sur des
carottes prélevées par forage, et la localisation des réflecteurs sismiques sur
les marges continentales et les bassins adjacents permettent de reconstruire
l’agencement des dépôts sédimentaires et d’en déduire les variations eustatiques. Plusieurs courbes ont depuis été produites (Haq et al., 1987 ; Haq et
Al-Qahtani, 2005). Les courbes obtenues (Fig. 3.7) montrent des cycles eustatiques emboîtés. Au premier ordre, l’amplitude des variations eustatiques est
forte, 200–300 mètres, la constante de temps, plusieurs centaines de millions
d’années. Une origine tectonique liée au cycle de vie des supercontinents (cycle
de Wilson) et aux variations du volume des dorsales est proposée. Un second
ordre présente des variations importantes (plusieurs dizaines de mètres) mais
une constante de temps plus faibles (>1 Ma). Le forçage tectonique reste la
cause la plus probable. Au troisième ordre, la périodicité n’excède pas 1–2 Ma,
et pourrait être liée au climat. Enfin des variations encore plus rapides pourraient être liées au glacioeustatisme (les variations eustatiques pilotées par
le volume des calottes de glace). Mais cette interprétation de la variabilité