1 EVALUATION PALEOBATHYMETRIQUE

Des évaluations paléobathymétriques peuvent être déduites des modèles de distribution de faune (Van Hinsbergen et al. 2005). A cet effet, la méthode la plus largement appliquée reste l’analyse des biofaciès de foraminifères benthiques qui se sont avérés des indicateurs bathymétriques utiles et souvent utilisés.

La répartition bathymétrique des foraminifères benthiques fossiles est habituellement obtenue par comparaison avec les représentants vivants des taxons actuels, ou en comparant la morphologie fonctionnelle des taxons vivants et fossiles (Van Hinsbergen et al. 2005).

Bien qu'aucun consensus n'existe au sujet de la distribution bathymétrique des foraminifères benthiques fossiles, certains taxons sont utilisés pour caractériser des paléo-bathymétries dans des intervalles de plusieurs centaines de mètres (Van Hinsbergen et al., 2005). Ainsi, les marges continentales sont particulièrement caractérisées par une distribution stenobathyale de plusieurs taxons. C’est pour cela que certains auteurs (Schmiedl et al., 1997) pensent qu’en utilisant des combinaisons de taxons se produisant dans un échantillon, la paléo- bathymétrie peut être estimée, à condition que le remaniement puisse être exclu.

Cependant, Van Hinte (1978) in Gebhardt (1999) estime, que se rapporter à des microfossiles en général pour la détermination des paléo-profondeurs est un exercice fortement complexe. Par ailleurs, même si certaines espèces de foraminifères benthiques sont isobathyales, les distributions bathymétriques de la plupart des espèces actuelles peuvent différer d’un bassin à un autre (Parker, 1958; Bandy et Chierici, 1966 in Van Hinsbergen et al., 2005).

D’autre part, quelques taxons semblent capables de décalage à différentes zones de profondeur dans différentes conditions environnementales (De Rijk et al., 2000).

Van Hinte (1978) in Gebhardt (1999) a utilisé une autre méthode comme outil de reconstitution des paléo-profondeurs. Il s’agit de l’indice de pélagisme (rapport entre les foraminifères planctoniques et benthiques). En effet, l'abondance des foraminifères benthiques atteint généralement son maximum sur la plate forme continentale externe. Les foraminifères planctoniques sont peu nombreux dans les environnements néritiques et sont généralement plus abondants avec l'augmentation de la profondeur. Le rapport, exprimé en pourcentage de foraminifères planctoniques, augmente avec la profondeur de l'eau et la distance au rivage. Il atteint presque 100% dans les environnements bathyaux inférieurs et abyssaux (Douglas et Woodruff, 1981; Berger et Diester-Haas, 1988).

Théoriquement, l’indice de pélagisme semble directement lié à la profondeur de l'eau, mais ce n'est pas toujours le cas. Les études sur le matériel récent et des expériences de laboratoire ont prouvé qu'un fort rapport existe entre le niveau de l'oxygène des eaux, l'abondance et la diversité des populations de foraminifères benthiques (Harman, 1964 in Van Hinsbergen 2005; Sen-Gupta et Machain-Castillo, 1993; Kaiho, 1994; 1999; Loubère, 1994; 1996; Jorissen et al., 1995). Ces résultats, une fois appliqués au registre fossile, sont confirmés par des preuves sédimentologiques et géochimiques (Seidenkrantz et al., 2000).

productivité primaire accrue dans les eaux superficielles et la pénétration conséquente de la matière organique. La fréquence de foraminifères benthiques augmentera au début et diminuera rapidement jusqu'à ce que la vie benthique ne soit plus possible (Verhallen, 1991). Par conséquent, l’indice de pélagisme est non seulement déterminé par la profondeur, mais également par les changements de l'état de l'oxygénation des eaux profondes. La concentration de l'oxygène des eaux profondes peut fluctuer sous l'influence des variations du climat influençant l’aération des masses d'eau profondes. (Hilgen et al., 1995; Lourens et al., 1996; Kouwenhoven et al., 2003).

Van der Zwaan et al. (1990) ont déterminé une fonction de régression. Elle exprimerait le rapport entre la bathymétrie et le pourcentage de foraminifères planctoniques en considérant la population fossile totale de foraminifères.

Cette fonction est basée sur des transects bathymétriques actuels. Elle est notée:

Depth (m) = e3.58718+(0.03534*%P)

Dans ces calculs, les auteurs ont omis (soustrait) certaines espèces de la population benthique parce qu’elles ont été considérées comme endobenthiques profondes (deep infaunal). De ce fait, elles disposent d’un habitat bien au-dessous de l'interface eau- sédiment. Elles ne sont donc pas directement liées au flux de la matière organique dans les fonds marins. Elles devraient donc être retirées de la détermination de l’indice de pélagisme. Ces taxons sont les genres Bulimina, Bolivina, Globobulimina, Uvigerina et Fursenkoina. En effet, plusieurs d’entre eux sont connus pour dominer les assemblages benthiques dans des circonstances défavorables. Ils sont généralement considérés comme marqueurs de stress écologique.

L’indice de pélagisme est alors calculée : 100*P/(P+B-S); avec S = nombre des marqueurs de stress écologique (endofaune profonde).

La fonction de régression a été établie dans le Golfe du Mexique, dans le Golfe de Californie, le long de la côte occidentale des Etats-Unis et en mer Adriatique, donnant des résultats presque identiques.

Les valeurs de cet indice sont de 0 à 100 et mènent, respectivement, aux profondeurs calculées de 36 et 1238 m.

Il faut cependant signaler que Kouwenhoven et al. (2003) préconisent beaucoup de prudence quant à l’utilisation du rapport P/B dans les environnements subissant un stress.

Van Hinsbergen et al. (2005) proposent une méthodologie standard pour la reconstitution des paléobathymétries basées sur des associations de foraminifères benthiques. Ils intègrent les progrès récents sur la connaissance des foraminifères benthiques dans les environnements soumis à une contrainte. Ils ont ainsi modifié la liste originelle de Van der Zwaan et al. (1990) pour inclure Bolivina spp. excepté B. plicatella et B. pseudoplicata, les formes non costulées de Bulimina, Uvigerina spp., (excepté U. semiornata), Rectuvigerina spp., Valvulineria spp., Cancris spp., Fursenkoina spp., Stainforthia spp., Globobulimina spp. et Chilostomella spp. (liste 1).

Des travaux plus récents ont utilisé cette méthode (Drinia et al., 2007) et c’est cette dernière méthode qui sera appliquée dans le présent travail.

Liste 1: Liste des espèces entrant dans le calcul de la fonction de transfert selon Van Hinsbergen et al. (2005).

Indicateurs bathymétriques

Ammonia beccarii; Discorbis sp.; Elphidium macellum; E. gerthi; Cibicides lobatulus; C. ungerianus; C. pseudoungerianus; Cibicides kullenbergi; C. bradyi; C. robertsonianus; C. wuellerstorfi; C. italicus; Cibicides pachydermus; Gyroidina soldanii; U. peregrina; U. proboscidea; U. hispida; U. semiornata rutila; Planulina ariminensis; Siphonina reticulata; Oridorsalis stellatus; Karreriella bradyi; Eggerella bradyi.

Indicateurs de stress (Stress markers)

Cancris auriculus; Valvulineria bradyana; Bolivina striatula; B. spathulata; B. alata; B. tortuosa; B. dilatata; B. plicatella; Chilostomella oolina; Bulimina marginata; Bulimina aculeata, B. marginata; B. aculeata; B. exilis; Bulimina alazanensis; Fursenkoina pauciloculata; Stainforthia fusiformis; Globobulimina spp.; Uvigerina (Rectuvigerina) cylindrica; Uvigerina (Rectuvigerina) gaudryinoides.