Méthodes d’Analyse et de Datation
Les 30 deniers Millions d’années
5.1 Introduction-résumé
Au début de Cénozoïque, les Océans Indien et Pacifique étaient connectés. Les reconstitutions paléotectoniques ont montré que la région indonésienne avait connu une réorganisation tectonique majeure depuis 20 Ma provoquant une restriction importante de la connexion équatoriale. Le mouvement progressif vers le Nord de la plaque Indienne accompagné de l’évolution d’îles volcaniques indonésiennes a transformé la configuration du passage depuis l’Océan Pacifique vers l’Océan Indien modifiant le trajet et la quantité des masses d’eau y entrant. La complexité de la tectonique des archipels Indonésiens rend difficile les reconstitutions de la paléocirculation et la datation de la fermeture du passage Indonésien est par conséquent encore débattue. L’utilisation conjointe des isotopes du Nd et des données paléotectoniques ont permis de résoudre ce conflit. Nous avons étudié les conséquences de cet événement sur la circulation océanique équatoriale globale et daté la fermeture du passage Indonésien. Quatre Sites ODP localisés dans l’Océan Indien (sites 707,757,758) et dans l’Océan Pacifique (site 807) ont été étudiés sur plus de 25 Ma (fig 1). Leur teneur élevée en carbonates permet d’obtenir une haute résolution temporelle ainsi qu’une datation précise de nos échantillons.
Les résultats ont montré que la différence entre les signaux en eNd du site localisé dans l’Océan Pacifique et du site situé proche de la Baie du Bengale était de 2,2 unité eNd il y a 25!Ma et de 6,5 unité eNd à l’heure actuelle et qu’au sein même de
En outre, les isotopes du Nd corrèlent remarquablement entre les Sites 707 et 757 pourtant distants de 3000 km. En effet, les signaux en Nd des deux sites sont identiques à partir de 13!Ma. Ils reflètent la présence d’une masse d’eau correspondant à un courant équatorial Est-Ouest balayant les deux sites dès le milieu du Miocène.
La question que nous nous sommes posée est de savoir pourquoi les deux sites étaient affectés par ce courant à partir de 13 Ma et quel a été l’impact de ce courant sur la circulation océanique. La clef du scénario est basée sur l’interaction entre les plaques tectoniques, la paléoposition des sites et la circulation océanique. Avant 30 Ma, l’Australie était rattachée à l’Antarctique. La connexion Indien-Pacifique était donc grande ouverte. À cette époque, cette connexion permettait très probablement le passage de deux courants: un allant de l’Océan Indien vers le l’Océan Pacifique et un autre allant de l’Océan Pacifique vers l’Océan Indien. Le courant provenant du Sud de l’Océan Indien devait être beaucoup plus fort que le courant venant du Pacifique avec des valeurs entre d’eNd comprises entre –8 et –6. Les deux masses d’eau se mélangeaient très probablement abaissant ainsi la valeur en eNd du courant provenant du Pacifique vers des valeurs moins radiogéniques. Puis la remontée vers le Nord de l’Australie a causé la fermeture progressive du passage indonésien et l’ouverture du passage de Tasmanie (au Sud de l’Australie). Ainsi s’est mis en place un courant massif Antarctique circulaire (ou ACC) profond. La formation de l’ACC associée au rétrécissement du passage indonésien à 13 Ma a dû modifier la circulation océanique Indienne avec un arrêt du courant allant de l’Océan Indien vers l’Océan Pacifique et une intensification du courant venant dans le sens opposé. Ce courant passant par la zone des arcs indonésiens s’est alors chargé en Nd radiogénique. La mise en place de ces arcs accompagnée des pics d’activité volcanique à 11-10 Ma et 3-4 Ma peut expliquer la forme du signal en Nd des Sites 757 et 707 enregistré par le courant équatorial Est-Ouest. Les résultats que nous avons obtenu associés à ces phénomènes d’ouverture nous ont permis de proposer un scénario de circulation océanique depuis 30 Ma (fig 3).
Il est important de souligner que les deux croûtes de manganèse, SS663 et DODO, localisées respectivement à 5300 km et 4900 km de profondeur) montrent la tendance des sites 707 et 757 mais de manière très lissée . Cela reflète
probablement leur forte profondeur au vue de leur profondeur respective. Ces données confirment l’existence d’un courant Est-Ouest de surface et profond qui s’est intensifié à 13 Ma.
La paléoreconstruction des sites a permis de localiser l’étendue du courant équatorial entre 2°N et 18°S (équivalent à environ 2100 km). La concordance quasi parfaite des valeurs en eNd des sites 707 et 757 suggère qu’aucune autre masse d’eau n’a perturbé le signal isotopique en Nd de ce courant depuis 13 Ma. Le signal a enregistré la fermeture progressive du passage Indonésien. En effet, la baisse de la composition isotopique en Nd à 4!Ma peut s’expliquer par la fermeture progressive du passage indonésien jusqu’à 2 Ma tandis que les fluctuations en eNd des derniers 2 Ma sont dues à la mise en place des cycles glaciaires-interglaciaires.
Fig 1: localisation des sites ODP 707, 757, 758 et 807 et de la croûte de manganese 63 kd (Van de Flierdt et al, 2004).
Fig 2: valeurs en eNd de l’eau de mer enregistrées par les sediments marins des Sites ODP 758, 757, 707 situés au nord de l’Océan Indien et du site 807 situé au nord-ouest de l’Océan Pacifique durant les derniers 25 Ma. Les valeurs en eNd de l’eau de mer de la croûtes de Mn 63 kd sont aussi présentées.
Fig 3!:Reconstitutions Téctoniques de la connection entre les Océans Indien et Pacifique à 30, 25, 13 et 5 Ma (reconstitutions de Jean Besse, laboratoire de paléomagnétisme, IPGP, utilisation du logiciel Paléomac (Cogné, 2003)). Sont portés les courants étudiés dans cet article ainsi que le courant circulant le long de l’Inde, les Sites ODP étudiés (ronds pleins) et