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Formation de la Méditerranée

2 ans seulement ont suffi pour créer la Méditerranée avec de l'eau venue de l'Atlantique, il y a 5,33 millions d'années.

ÇA M'INTÉRESSE > Février > 2010

2 km d'Épaisseur de Sel au Fond de la Méditerranée

L'ESSENTIEL DE LA SCIENCE N°45 > Mai-Juillet > 2019

L'Atlantique a brutalement Rempli la Méditerranée

Il aura fallu moins de deux ans pour remplir 90 % du bassin de la mer Méditerranée il y a 5,3 millions d'années.

Forages géologiques et données sismiques sont à l'origine de ce nouveau scénario proposé par Daniel Garcia-Castellanos et son équipe de l'Institut des sciences de la terre de Barcelone.

Coupée de l'océan Atlantique des centaines de milliers d'années auparavant, la Méditerranée s'était peu à peu transformée en un grand lac salé. Les chercheurs ont mis en évidence un chenal de 200 km de long traversant le détroit de Gibraltar. Il a été creusé par les eaux de l'Atlantique au moment de l'inondation gigantesque du bassin de la Méditerranée. Selon leurs calculs, le débit était alors équivalent à 1000 fois celui de l'Amazone, et l'élévation du niveau de l'eau dans la Méditerranée aurait atteint jusqu'à 10 mètres par jour.

G.A. - SCIENCE & VIE > Février > 2010

Quand la Méditerranée se Traversait à Pied Sec

Elle parait immuable, et pourtant... la Méditerranée s’est asséchée il y a 5,6 millions d'années. Un événement longtemps contasté qui vient d’être reconnu.

On connait ses rivages, ses plages, ses eaux bleues synonymes de vacances et de farniente. Comment imaginer qu’il y a moins de 6 millions d'années, la Méditerranée s'est totalement asséchée, n’offrant plus que le spectacle d’une épaisse couche de sel étalée sur ses fonds jadis marins. Puisqu’elle a connu un véritable raz-de-marée, une remise en eau spectaculaire qui selon certaines estimations n’aurait duré que 14 ans ! Cet événement blutal, et peut-être unique au monde, eut alors pour conséquence, selon le principe bien connu des vases communicants, d'abaisser le niveau global des océans de 6 mètres !
Cette hypothèse extraordinaire, défendue dans les années 1970 par le géologue français Georges Clauzon, donna le mal de mer à plus d'un de ses confrères. C’est pourquui, depuis trois décennies, elle a été jugée invraisemblable et a provoqué des débats houleux où se sont mêlés querelles de chapelle, zeste de misogynie et foule d’arguments géologiques contradictoires. Pourtant, ces événements, désormais connus sous le nom de crise messinienne (du nom de l’étage géologique, il y a 5,3 à 7 millions d’années), font aujourd’hui l’objet d’un consensus. Oui, la Méditerranée s’est bien évaporée voici 5,6 millions d’années. Oui, elle s’est bien remplie à nouveau en quelques décennies à peine. Et voilà pourquoi la Société géologique de France vient de remettre sa récompense annuelle, le prix Fontannes, à Georges Clauzon. Aujourd’hui chercheur au Cerege (Centre d’enseignement et de recherche en géosciences de l’environnement) et à l’université d’Aix-Marseille, il a été l'un des seuls à avoir défendu pied à pied cet improbable scénario...
L’histoire commence à la fin des annécs 1960. Les sciences de la Terre sont alors bouleversées par la théorie de la tectoniqne des plaques qui a transformé la vision du globe. Ses artisans (l’Américain William Jason Morgan, le Britannique Dan McKenzie et le Français Xavier Le Pichon) ont réussi à apporler la preuve que la surface de la planète était divisée en une dizaine de plaques - continentales ou océaniques - en mouvement les unes par rapport aux autres et que les continents n’ont pas toujours été à la même place au cours des temps géologiques. Des océans se sont ouverts, d’autres fermés. Aux yeux des géologues, la surface du globe devenait alors un livre ouvert où l'on pouvait tout réinterpréter.
La nature de la Méditerranée suscitait de nombreuses questions : s’agissait-il d’un océan en formation ? Etait-elle au contraire une cuvette continentale qui se serait remplie ? Pour y répondre, on n’hésite pas à envoyer en mer le Glomar Challenger, à l'époque nec plus ultra des navires océanographiques américains, capable de forer le plancher des océans jusqu’à 1 km de profondeur. "Les méthodes sismiques auvaient révélé la présence d’une couche profonde qui réfléchissait les ondes. C’est ainsi que se comportent par exemple des nappes de pétrole enfouies en profondeur. Bien d’autres structures produisent le même effet, une faille, une couche de sel ou d'argile... les géologues ont voulu en avoir le cœur net", se souvient Georges Clauzon, alors jeune chercheur déçu de ne pas participer à la mission.
Au mois d'août 1970, au large des iles Baléares, une campagne de forage commence, avec des équipes française, allemande, italienne et américaine. Mais après être descendu 1000 m sous le plancher marin, le trépan se bloque. "C’est ce qui arrive souvent en présence de gypse, une roche sédimentaire qui se forme au cours de l’évaporation de lagunes d’eau de mer", poursuit Georges Clauzon. Remonté à la surface, il livre en effet quelques traces de gypse, précurseur du sel. Mais cela ne fait pas l’affaire de certains géologues. Du gypse ! Dans des terrains du miocène de (âgé de 5 à 23 millions d'années) ! Cela ne cadre pas avec leurs connaissances. A commencer celles du "patron de l’école française de géologie de l’époque, Louis Glangeaud, qui refuse toute remise en cause. "Personne n’a osé s’opposer à lui, raconte Georges Clauzon. J'ai su que la campagne s’était terminée dans une ambiance détestable... Mais un an plus tard, en 1971, l’équipe italienne qui se trouvait à bord du Glomar Challenger présente ses résultats lors d’un congrés sur la Méditerranée organisé à Lyon. Georges Clauzon, présent dans la salle, écoute avec attention les interprétations données par Maria Cita, une jeune professeur de l'université de Milan. "Elle dénotait dans cette assemblée très masculine. Son allure lui a d’ailleurs valu quelques railleries, mais elle ne se laissait pas impressionner", raconte-t-il. Face à ses collègues américains et européens incrédules, la jeune femme explique alors que si le fond de la Méditerranée comportait autant de sel, c'est que l’eau avait dû fortement s’évaporer au cours du miocène, et que le niveau de la mer devait donc être bien plus bas qu’on ne le pensait. Pour le prouver, la jeune chercheuse affirme qu’il suffirait d’aller vérifier la présence de sédiments accumulés à l’embouchure des fleuves.
"J‘ai eu un déclic", se rappelle Georges Clauzon. Géomorphologue de formation, il se souvient que lorsqu’il a participé à l’étude préalable pour la construction des centrales nucléaires le long du Rhône, il a fait de curieuses observations. Il a notamment relevé la présence paradoxale de sédiments plus jeunes que le lit du fleuve. Cela accréditerait la thèse d'un canyon creusé pour atteindre une mer à un niveau très bas, puis rempli par ces sédiments (encadré ci-dessous). Se pourrait-il que toutes ces observations convergent ?

LES INDICES SE CACHENT AU FOND DES FLEUVES
Au lendemain de la Seconde Guerre mondiale, la France opte pour la filière du nucléaire et décide de construire une série de centrales le long du Rhône
: les installations pourraient en effet utiliser le fleuve pour leurs eaux de refroidissement. Des géologues, dont le Français Georges Clauzon, procèdent à des sondages de terrain et dressent une coupe du sous-sol, préalable à toute construction de ce type. Surprise : le Rhône semble avoir creusé un vrai canyon dans le socle rocheux, aujourd’hui rempli de sédiments. Le lit du fleuve présentait donc dans le passé une forme de gorge étroite. Du point de vue géologique, cette figure laisse supposer que le niveau de la mer, à l'embouchure du Rhône en Méditerranée devait être beaucoup plus bas qu'aujourd'hui, et que pour le rejoindre, le fleuve a dû creuser le socle. Quand le niveau de la Méditerranée s'est remis à s'élever, l'eau est remontée dans le canyon : "les sédiments découverts lors des forages comportent des traces de plantes caractéristiques de bord de mer, et cela jusqu'à la hauteur de la ville de Beaune, en Bourgogne", indique le palynologue Jean-Pierre Suc, de l'université de Lyon (interview plus bas). Or, dans les années 1960, l'idée même que le niveau de la Méditerranée ait pu être très bas n’avait jamais effleuré les esprits. Le canyon du Rhône a donc été classé - au mieux - au rang des curiosités géologiques, tandis que certains spécialistes tentaient une explication en invoquant un effondrement de terrain. Auparavant, les travaux du barrage d'Assouan, sur le Nil, avaient réservé la même surprise : le grand fleuve africain avait dû lui aussi creuser un canyon profond, aujourd'hui rempli de sédiments. Et l'on retrouve également des fossiles de littoral marin jusqu'au barrage. Comment expliquer un tel dénivelé ? Seule la théorie de l'assèchement a permis de valider ces observations de terrain.

UNE LONGUE BATAILLE A OPPOSÉ LES GÉOLOGUES : Il décide de voler au secours de sa collègue italienne, prise sous le feu de critiques acerbes des géologues français. Une longue bataille commence alors, dont la communauté scientifique ne sort qu’aujourd’hui devant l’évidence des faits et l'accumulation d'observations concordantes.
Pour autant, le scénario de l’assèchement-remplissage n’est pas encore clair, et il reste difficile de le reconstituer. Le temps a en effet effacé les indices de terrain et, faute de forage profond à travers la couche de sel, les géologues n’en connaissent toujours pas précisément la nature. D’où la demande de Christian Gorini, de l'université Paris-VI, et de Marina Rabineau, de l’Institut universitaire européen de la mer, à Brest, de faire appel au navire japonais Chikyu, le seul capable de forer le plancher marin sur 7 kilomètres de profondeur. Mais là, il faudra s’allarmer de patience. Le bateau est très demandé. Et les délais d’attente de 6 ou 7 ans. À attendre encore...

A.Kh. - SCIENCES ET AVENIR N°744 > Février > 2009

Assèchement Hier, Séismes Aujourd’hui

Seul un forage profond pourra expliquer la "vidange géologique" qui est à l'origine de failles sismiques dangereuses.

L'existence d’une crise de l'ère messinienne qui a asséché la Méditerranée fait aujourd’hui l’unanimité parmi les géologues. Pour autant, les détails de cet événement sont encore loin d’être établis avec certitude, faute de forage profond. Et les scénarios de la formation tumultueuse de la Méditerranée sont nombreux.
À l'origine, l’alimentation de la Méditerranée se faisait probablement par 2 chenaux naturels : l'un situé en Afrique du Nord (passant par Rabat, Fès et Oujda), l’autre en Espagne méridionale (passant par Séville et Murcie), même si leurs contours ne sont toujours pas bien connus. Gibraltar était alors un isthme affleurant presque en surface entre Méditerranée et Atlantique. "La Méditerranée devait alors être formée de 2 bassins proofonds et de plusieurs bassins marginaux peu profonds", explique Bertrand Meyer, du laboratoire de tectonique de l’université Paris-VI. Il y a 7 millions d’années, sous la poussée tectonique de l'Afrique, le canal espagnol se referme avec création de la Sierra Nevada. Un million d'années plus tard, survient une baisse du niveau de la Méditerranée à cause d'une période glaciaire due aux grands cycles climatiques naturels : la formation de la glace dans les hautes latitudes mobilisant, une grande quantité d'eau, elle aurait fait descendre globalement le niveau de la mer de 150 mètres dans les bassins marginaux. Les moins profonds se seraient alors asséchés, du sel s’y serait déposé, tandis que les bassins profonds ont simplement vu leur niveau diminuer. Des niveaux de gypse - appelé aussi "évaporite" - étaient en effet connus de longue date dans les bassins marginaux. Mais, le navire américain Glomar Challenger qui a prospecté les fonds marins dans les années 1970, en a aussi trouvé dans les bassins profonds. Les géologues ont fini par s’accorder sur l’hypothèse d’une formation du sel en 2 temps.
À la fin du premier assèchement partiel, le niveau de l’eau est doucement monté. On pense que tremblements de terre ou glissements de terrain auraient alors fermé le corridor marocain. La Méditerranée serait devenue une "landlocked sea", une mer au milieu des terres, avec un seul petit passage vers l'Atlantique, à Gibraltar. Ce blocage aurait coïncidé avec des conditions particulières : "Un climat tropical subdésertique et une mer exposée est-ouest, dans la direction des vents et de l’évaporation, explique Georges Clauzon. Puis, un fond plat, qui favorise également l’évaporation rapide des eaux". C'est la crise messinienne, il y a 5,6 millions d’années. Pendant cette deuxième étape, la Méditerranée devient une immense lagune quasiment asséchée. Et les canyons formés par le Phône et le Nil correspondraient à cette période. Ces conditions se seraient maintenues pendant plusieurs centaines de milliers d'années, le temps que l’évaporation soit totale.
Cependant des questions persistent. Différentes campagnes sismiques, qui utilisent des méthodes indirectes - par opposition aux forages qui donnent des résultats directs - ont détecté dans les bassins profonds 1500 m de sel, comme si la mer s’était évaporée puis remplie... 8 fois! Y aurait-il eu plusieurs crises messiniennes ? Peu probable. Les géologues ont alors longtemps cherché une autre explication et les scénarios continuent à être discutés. "Tout au long de cette période, le fond de la mer a continué à être plus ou moins alimenté par des fleuves et l’eau océanique franchissant Gibraltar, ce qui explique un apport faible mais régulier d’eau, commente Bertrand Meyer. C’est aujourd’hui l’hypothèse la plus probable pour expliquer la quantiré de sel détecté".
Comment la Méditerranée s’est-elle enfin remise en eau ? Les causes n'en sont pas encore connues : un changement du régime climatique général ? Un événement tectonique ? Tout indique que la mer asséchée s’est remplie grâce à une capture des eaux de l’Atlantique, et cela en un temps record, de l’ordre de quelques dizaines d’années. Deux observations sur le terrain plaident en faveur de cette rapidité. Le goulot d’étranglement sous-marin de la Méditerranée se situe à 30 km à l'ouest du détroit de Gibraltar, qui s’est rouvert à ce moment. Cela signifie qu’un courant marin rapide, d’ouest en est, a violemment déblayé la matière sous la surface de la mer, une trentaine de km avant le détroit, dans le socle atlantique.
Autour du bassin méditerranéen, on remarque aussi que les couches sédimentaires plus jeunes sont très pentées, et forment ce que les géologues désignent par le terme de "downlap", une figure associée traditionnellement à une remontée brusque de l’eau. En effet, dans un bassin où le niveau de l’eau remonte peu à peu, les couches se constituent les unes par-dessus les autres, en succession de strates horizontales. Des couches pentées signifient au contraire "remontée brutale de l’eau" puisque les sédiments n’ont pas le temps de se déposer mais sont en permanence secoués par la remontée du niveau. Ainsi, à la fin de sa remise en eau éclair, la Méditerranée a atteint un niveau 70 m supérieur à celui d'aujourd'hui. Au bout de toutes ces hypothèses, plusieurs incertitudes demeurent : le bassin oriental et le bassin occidental communiquaient-ils au messinien ? Seul un forage profond pourra donner des éléments de réponse. "Aujourd’hui, on tente de reconstituer les conséquences régionales de cette crise messinienne", reprend Bertrand Meyer. Elle a dû profondément marquer le climat de l’époque, chaud et sec. Au point qu’au même moment, la mer Noire s’est asséchée également...
Cette vidange géologique a soumis le terrain à de très fortes contraintes : allègement du poids de l’eau d’abord, puis surcharge. "La croûte terrestre a réagi en se fracturant en de nombreuses régions du pourtour méditerranéen, comme le montre la propagation de la faille nord-anatolienne", poursuit Bertrand Meyer. Les séismcs d'aujourd’hui en Turquie ou en Grèce sont les conséquences de ces failles ancestrales.

PEUT-IL Y AVOIR UNE NOUVELLE CRISE ? (Bertrand Meyer)
Nous ne pouvons pas exclure l'hypothèse d'un nouvel assèchement à long terme de la Méditerranée. Et il est vrai que cela a été envisagé, et même pris en compte. Rappelons d’abord qu'il y a 80 millions d’années environ a débuté un lent mouvement de rapprochement entre l’Afrique et l'Europe et entre l’Inde et l'Asie, ce qui a donné naissance à la chaine des Alpes et des Pyrénées d'une part, à la chaine himalayenne et au plateau du Tibet d’autre part. Ainsi, dans la continuité de ce mouvement de convergence - rapprochement de la plaque africaine vers la plaque Eurasie -, à l'échelle de quelques dizaines de millions d’années, la Méditerranée disparaitra lentement mais sûrement.
Mais même d’ici kà, une nouvelle "crise messinienne" pourrait tout à fait survenir, car cette mer n'a qu'une seule porte d’entrée vers l'océan mondial, le détroit de Gibraltar. Au niveau du détroit, la profondeur de l'eau n'est que de 300 m. De fait, un événement tectonique, un séisme par exemple, pourrait totalement fermer ce passage. Il faut savoir qu’aujourd’hui, le mouvement de l'Afrique vers l’Europe est légèrement orienté à l’ouest : il est de 6 mm/an au niveau du méridien d'Alger, alors qu'il atteint 11 mm/an au niveau du Caire. Et que les 2 plaques sont plus proches aujourd'hui qu’elles ne l'étaient il y a 5 millions d’années. Une nouvelle baisse du niveau de la mer et des événements tectoniques pourraient déclencher de nouvelles crises. C’est compte tenu de toutes ces réflexions que le site de Marcoule, dans le Gard, n’a par exemple pas été retenu pour des déchets nucléaires à vie longue.

Y A-T-IL DU PÉTROLE SOUS LA MÉDITERRANNÉE ? (Jean-Pierre Suc)
Nous ne le savons pas encore précisément, faute de forage profond. Il faut dire que seules les compagnies pétrolières disposent actuellement de navires appropriés pour aller au-delà de la couche de sel du fond marin. Elles ont bien effectué quelques forages, mais elles divulguent leurs résultats au compte-gouttes. Cependant, il y a 4 ans, Shell a effectué des sondages au large du Nil. Il semblerait qu'à ce niveau existe une superposition de 3 couches de sel d'environ 500 mètres d'épaisseur, intercalées de 3 couches d'argile, avec entre les couches, la présence de gaz que la compagnie commence à exploiter. Ailleurs, depuis la campagne de forage du Glomar Challenger dans les années 1970, aucun forage profond n’a atteint la couche de sel. Dans les années 1980, les 2 compagnies Elf et Total ont bien effectué des sondages en Méditerranée occidentale, dans le golfe du Lion, là où la couche de sel est très mince, et c’est pratiquement la limite des régions intéressantes pour la présence du pétrole.
En fait, d’une manière générale, les compagnies françaises ont jugé que le jeu n’en valait pas la chandelle : vu les coûts de forage en mer, le réservoir est trop incertain. Pour eux, il n’y aurait pas de “roche mère” dans la région, c’est-à-dire de roche riche en matière organique, qui en se décomposant, sous de l’enfouissement, pourrait se transformer en or noir... Peut-être qu'un jour en function des prix du pétrole, les hydrocarbures potentiels de la Méditerranée seront explorés !

A.Kh. - SCIENCES ET AVENIR N°744 > Février > 2009
 

   
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