Les fluctuations récentes et passées du niveau marin: quelques raisons de s'y intéresser

(1)

Article

Reference

Les fluctuations récentes et passées du niveau marin: quelques raisons de s'y intéresser

DAVAUD, Eric Jean

DAVAUD, Eric Jean. Les fluctuations récentes et passées du niveau marin: quelques raisons de s'y intéresser. Rapport sur l'exercice .. présenté à l'Assemblée générale.. / Société académique de Genève , 1985, vol. 97, p. 29-34

Available at:

http://archive-ouverte.unige.ch/unige:155587

Disclaimer: layout of this document may differ from the published version.

1 / 1

(2)

Î L

~ ^{.. ?}

^i}-

. l'·I

a...

CJ "

~:

_(!J>

C (!J (!) ,:J Ill 'Ul <[ u

;ru 1n. •

. u

t Jl

U1 .µ (lJ L .µ a _c a...

l(IJ _(lJu ru _ü:'.a...

L lil U1 L

.. ,~ i

_w

.µ :::i' .,-; C

....

'+- >,

i:::

^Ul

~!

^C⁰

0- Ul

.... ...

_Ill

L UJ 1/1

H

w

'

^/ ^c_^1e.o·.C \<-- . : .. ..:,·, ,.__·.-.- ,_ .. -c(" "'"'·' ,,;;;.~

LES FWCTUATIONS RÉCENTES ET PASSÉES DU .NIVEAU MARIN: QUELQUES RA d ! ISONS _ _ _

' ' . -DE S'Y INTÉRESSER ~-~,._,··· .,

.- :~ 1 aa ¹

^'i ^-:

. ~,- Eric & avaud

;J ~ ·~ C ~, ~- , ;,

DéRart~~ent de géologie et de paléontologie

%l ,_,'

^,<o^<l:;

~ -::,. · • de Béo\~"

,.,.--

La brièveté de l'existence humaine et le cours laps de temps durant lequel l'humanité a développé les moyens de transmettre ses observations de génération en génération ne nous permettent pas d'apprécier à long terme les modifications qui affectent notre environnement géologique.

Cette «infirmité» fait que la plupart des gens continuent de considérer intuitivement la surface de la planète comme un système immuable bien que de très nombreuses preuves scientifiques de sa mobilité nous aient été administrées depuis longtemps '. Dans ce contexte fixiste, il est rassu- rant de voir apparaître dans la plupart des disciplines scientifiques le souci de comprendre l'évolution chronologique à long terme des systèmes étu- diés.

La création récente d'un groupe de travail ²composé de géologues, de géophysiciens et de géographes chargés de faire le point sur les fluctuations du niveau marin au cours des derniers millénaires et d'en décrypter les causes, s'inscrit dans cette tendance.

Les raisons qui ont dicté le choix de ce thème sont doubles. Il s'agit, d'une part de prédire à moyen terme l'évolution des lignes de rivages, notamment dans les régions basses où se concentre une partie importante de l'hu{Ilanité et, d'autre part, de mieux comprendre la manière dont s'enregistrent les fluctuations récentes du niveau marin dans les sédiments en vue d'analyser avec plus de précision les séries sédimentaires anciennes.

' Hérodote déjà pressentait la mobilité des terres et des mers lorsqu'iJ écrit à propos de l'Egypte: « La plus grande panic de ce pays paraît avoir été conquise sur la mer. !:étroite plaine resserée entre les montagnes semble être un ancien golfe marin ( ... ) J'ai pu constater par moi-même qu'on trouve dans ses montagnes des coquillages et des dépôts de sel... » (trad. J. Lacarrière).

2 l!auteuret leD' A. Strassertiennent à remercier les membres de lacommissiond.'attribu·

tion du Fonds Birkigt de leur avoir permis de participer à la première réunion dè ce groupe de travail tenue dans le cadre du congrès intemationaJ sur les récifs coralliens (Papetec, mai 1985).

(3)

La connaissance des fluctuations globales du niveau marin au cours des temps géologiques prend, comme nous le verrons plus loin, une importance capitale dans la prospection p~trolière.

Les fluctuations récentes du niveau marin

Durant les 16 derniers millénaires, le niveau marin est remonté globale- ment de 80 à 120 mètres selon les régions (fig. 1). Cette remontée s'est d'abord effectuée à une vitesse de l'ordre de 10 à 15 millimètres par année, puis s'est progressivement ralentie durant les 8 derniers millénaires. Cette élévation spectaculaire du niveau marin est dué à la fusion des calottes glaciaires qui ont occupé durant la dernière glaciation une partie des terres et des mers des deux hémisphères. Uexamen détaillé des sédiments côtiers démontre que cet événement n'est pas exceptionnel. Il s'est répété à plusieurs reprises durant le Quaternaire et le niveau marin a même atteint des cotes largement supérieures au niveau marin actuel (

+

25 mètres il y a 120.000 ans).

. _e

·•

^e_C

2•

VARIATIONS GLOBALES DU NIVEAU MARIN AU COURS DES 25.000 DERNIERES ANNEES

MILLIERS D'ANNEES

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

;;-<f ..J

~""'

^o^I ⁱ a'zzz5j;::::

::>

=> 1-u

<f <f

"'

_2:_::>

2 <f

::>> w

o::z

W::, 2<f

- 20

-40 -60

~ -80

>-1- 0 ct:

~o _{CL -100}

l&J CL 0 <f ::,et:

1- -120

.: et:

..J <f

<f CL

• 140

30

niveau

morin octuel déglociotion

FIGURE )

(4)

La question que l'on doit se poser est donc la suivante: sommes-nous parvenus à une stabilisation du niveau marin après une longue période de vicissitudes climatiques ou sommes-nous encore à l'intérieur d'une · période perturbée? Pour y répondre, il importe de comprendre quels sont les facteurs qui contrôlent les fluc~uations du niveau marin.

Des mesures récentes effectuées en Floride (Wanless, 1982) indiquent que le niveau marin continue de monter (fig. 2, environ 10 cm durant les cinquante dernières années). En revanche, dans le Pacifique central, la présence systématique de récifs émergés (

+

2 mètres) et datés de 2000 à 5000 ans BP indiquent un abaissement progressif du niveau marin. Ces observations contradictoires (fig. 3) suggèrent que la fusion ou la constitu- tion des calottes glaciaires n'est pas la cause unique des fluctuations du niveau marin mais qu'elle interfère avec au moins un autre facteur: les modifications à court et à long terme du champ gravifique terrestre engen- drées par la redistribution des masses d'eau à la surface des océans (géoide).

Imaginons pour clarifier ces interactions qu'une partie de l'Antarcti- que se mette à fondre. La masse de glace considérée exerce une attraction sur la surface des océans avoisinants et provoque une déformation positive du géoide. Sa disparition progressive va engendrer une déplétion locale momentanée du géoïde mais va libérer le substrat d'un poids considérable.

Ce dernier va monter lentement pour se retrouver en position d'équilibre isostasique mais ce réajustement va nécessairement engendrer à son tour une redistribuvl de la matière dans les couches supérieures du manteau.

Le champ &QgÀ

'i\rJii

va subir des modifications à plus long terme qui auront une incidence sur la surface des océans.

Cet enchaînement complexe de causes et d'effets peut se comprendre plus aisément si l'on imagine que les fluctuations du niveau marin sont la résultante de deux surfaces dynamiques (la surface des océans et la surface des fonds océaniques) qui réagissent et interagissent plus ou moins rapidement (selon leur viscosité) à des redistributions de matière.

Plusieurs modèles mathématiques décrivant ces interactions ont été développés (Clark et Lingle, 1977, notamment). Ils rendent compte de manière satisfaisante des plus récentes fluctuations du niveau marin (notamment du comportement différent du Pacifique et des Caraibes, fig. 3). Il reste cependant à les calibrer sur les nombreuses informations dont disposent à l'heure actuelle les géologues pour en faire des outils

(5)

t • • e •

E

] ^.

• • o

.

••

^. ^.

•

u a • • 6 6 • • • •

g • ,•• • •o o

f e i ! • • i •

• •

EVOLUTION DU NIVEAU MARIN AU COURS DES 50 DERNIERES ANNEES A MIAMI.

1 d"oprès WANLESS (1982) . )

1940 1900 1960 1970 1980

FIGURE 2

1000 3000 !5000 7000 9000 ANS (BPI

- 1 1 1 1 1 '

i3

⁺²

0:: 1-

w O

~

--

.

Z

-

-2 ^..._^......_

-..J '

0::ILI '

<I: :> -4 '

~ t; "

:> <I: -6 '\

t~

-1L1 ^-a ^\\

Z> _- _-10 _(")

:,Z V

0 ~

:> -~ ~

ILl<I: ~

Z -14 t1' ^{~ '1l}

Z1- \JI :x> J:>

1L10:: J:> 0

>-₀ -16 \ r :.i

Oa. \ ffl 0

~a. C

• <1: -18 \ 111

~D:: \ \ 0

=>- -20 \ l"'

32

1-- •

z

-<1: \~

~ a. -22 \ :x>

<I: \ ·~

-24

\

\ \

.

-26 1- 8P before present \ \

FIGURE 3

(6)

''

•

prédictifs qui nous permettrons d'évaluer quelles sont les chances de pré- servation des lignes de rivage actuelles au cours des millénaires à venir.

Intérêt de l'étude

des fluctuations anciennes du niveau marin

Lorsque l'on remonte dans les temps géologiques, la reconstitution des variations globales du niveau marin devient plus délicate: l'identifica-

2

DUNES CÔTIÈRES (SABLE)

LAGON (VASES)

1

CORDON LITTORAL

'

CORDON LITTORAL (SABLE)

1

ANCIEN CORDON LITTORAL

.

ENFOUI SOUS DES VASES MARINES .

-- _·--

^...__ _

--- .. --- .... __ _

SITUATION APRÈS ÊLÉVATION OU NIVEAU MARIN .

(7)

~

,

tion des lignes de rivage exige un examen approfondi des roches sédimen- taires et leur datation devient de plus en plus approximative au fur et à mesure que l'on s'enfonce dans le temps. Mais cette reconstitution présente un intérêt économique certain pour la prospection pétrolière (Mitchum et al., 1977). Pour en comprendre l'importance, il suffit de se plonger un instant dans la mer: la nature des sédiments qui se déposent en un point donné (et qui se transformeront plus ou moins rapidement en roches sédi- mentaires) dépend essentiellement de trois facteurs: l'énergie du milieu, la présence d'apports détritiques côtiers et l'activité biologique au voisi- nage de ce point.

On se convaincra aisément que ces trois facteurs sont étroitement liés à la bathymétrie. Cela revient à dire que ce paramètre contrôle la nature des sédiments et que les fluctuations de la bathymétrie dictent par consé- quent l'évolution des dépôts sédimentaires. Or il faut se rappeler qu'une partie des champs d'hydrocarbures se trouvent localisés dans ce que les géologues appellent des «pièges stratigraphiques»: c'est-à-dire des roches .poreuses (souvent des sables) recouvertes par des sédiments d'une autre nature, imperméables. De ce qui précède, on devine que la réalisation d'une telle superposition peut être consécutive à une modification de la bathymétrie. La figure 4 donne un scénario susceptible de créer un piège stratigraphique.

La connaissance des grandes fluctuations du niveau marin au cours des temps géologiques devrait donc permettre de sélectionner les époques et de localiser les lieux où ont pu se développer des pièges stratigraphiques.

Ace titre elle représente un outil de travail d'une importance économique certaine.

BIBLIOGRAPHIE

CLARK, J. A., C. S. LINGLE, 1977. Futuresea-Jeve/ changes due to West Antarctic icesheet

~ fluctuations. Nature 269, p. 206-209.

MITCHUM, R. M. et al., 1977. Seismic stratigrophy and global changes of sea-/eve/ in Seis- mic stratigrophy: applications to hydrocarbon exploration. AAPG Memoir 27.

WANLESS, H. R., 1982. Sea-level is rising- so what? J. sediment. Petrology 52/4, p. 1051-1054.

34

Les fluctuations récentes et passées du niveau marin: quelques raisons de s&#039;y intéresser

Article

Reference