Activité interne du globe et évolution de la biosphère

Laurent Jolivet

Laboratoire de Tectonique, Université Pierre et Marie Curie, Paris.

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

15/02/2001

Résumé

Variation de la vitesse d'accrétion océanique au cours des temps géologiques, conséquences sur les niveaux des mers et sur la biosphère.


Les anomalies magnétiques enregistrées sur le fond des océans permettent d'accéder facilement à l'âge de la lithosphère océanique et à la vitesse d'accrétion. On constate des variations importantes de ces vitesses allant de 1 cm/an à 16 cm/an. On observe également que, sur une même dorsale, la vitesse change au cours du temps. On peut également calculer le volume total produit et ses variations au cours du temps en mesurant les surfaces de croûte océanique produites dans des intervalles de temps discrets et en se donnant une épaisseur moyenne.

Figure 1. Anomalies magnétiques et dorsales océaniques


Figure 2. Évolution de la production océanique depuis 150 Ma

Source  Lethiers, d'après l'article de E.G. Kaufman et M.B. Hart, 1996, Cretaceous bio-events in O.H. Walliser ed., Global events and events stratigraphy, Springer, Berlin, 285-312.


La figure 2 montre le résultat de ce calcul pour la période comprise entre 150 millions d'années (Ma) et le présent. Il est en effet impossible de remonter plus loin dans le passé car la croûte océanique plus ancienne que 150 Ma est rare (sa surface n'étant sans doute pas représentative de l'activité des dorsales sur l'ensemble du globe).

On observe donc des variations importantes de l'activité globale des dorsales avec un pic de production de croûte océanique vers 120 Ma et une décroissance pendant tout le Crétacé supérieur, plus rapide à partir du Campanien.

Quand on observe les dorsales actuelles, on constate une différence de morphologie très marquante entre les dorsales rapides (très larges) et les dorsales lentes (étroites).


La profondeur de l'axe est toujours autour de 2 500 m et les plaines abyssales entre 5 000 et 6 000 m mais la pente est plus faible pour les dorsales rapides. On peut résumer ceci en disant que les dorsales rapides occupent un volume plus important que les dorsales lentes au fond des océans.

Figure 4. Lien entre profondeur (z) et âge (t) de la lithosphère


Figure 5. Lien entre la profondeur du plancher océanique (z), épaisseur (e) et âge de la lithosphère (t)


On peut donc dire que, si pendant une période donnée, les dorsales s'emballent globalement, le volume qu'elles occupent au fond des océans va augmenter. La conséquence en est très simple : le volume de la "bassine" diminuant, l'eau déborde et on assiste à une transgression. La transgression du Crétacé est bien connue sur l'ensemble des continents. La conséquence est que la surface des plateaux continentaux disponibles pour la biosphère augmente de manière importante, donc la compétition diminue, favorisant ainsi la biodiversité.

Figure 6. Relations entre évolution de la biosphère et variation du niveau marin

Source : Lethiers, d'après l'article de E G Kaufman et M B Hart, 1996, Cretaceous bio-events. In O H Walliser ed., Global events and events stratigraphy, Springer, Berlin, 285-312


Comme 90% de la biosphère marine vit sur les plateaux, on voit une augmentation du nombre des espèces. Par contre une diminution importante de cette surface va mettre à mal la biosphère qui s'était jusque là développée à mal... La crise K/T (météorite et volcanisme de type point chaud) survient donc dans un milieu où la biosphère est déjà en grande difficulté ce qui explique aussi en partie son intensité.

Ces exemples permettent de montrer le lien entre les deux types de régime convectif (type tectonique des plaques et type point chaud) et leur impact respectif sur la vie (variations lentes pour le premier, crises pour le second...).

Bibliographie

  • Francis Lethiers, Évolution de la biosphère et évènements géologiques , 314 pp. Gordon and Breach Science Publishers. ISBN-13: 978-9056991234.
  • Article de E G Kaufman et M B Hart, 1996, Cretaceous bio-events . In O H Walliser ed., Global events and events stratigraphy in the Phanerozoic, 333pp., Springer, Berlin, pp. 285-312, 1995. ISBN-13: 978-3540590569.
  • Adolphe Nicolas, Les montagnes sous la mer , 2e édition, 194 pp., BRGM Editions, 1999. ISBN-13: 978-2715908819.