Les forêts, tourbes et sols submergés du littoral du Pas de Calais

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

25/05/2015

Résumé

Submersion de paléosols liée à la fonte de la calotte glaciaire : subsidence de la bordure périglaciaire accompagnant le rebond isostatique central.


Figure 1. Gros plans sur des débris végétaux encore reconnaissables pris dans une tourbe argileuse noire affleurant sous le sable et les galets et blocs rocheux de la Pointes aux Oies, Wimereux (Pas de Calais)

Gros plans sur des débris végétaux encore reconnaissables pris dans une tourbe argileuse noire affleurant sous le sable et les galets et blocs rocheux de la Pointes aux Oies, Wimereux (Pas de Calais)

Sans dégrader l'affleurement, il était difficile de savoir formellement si ces morceaux de bois, encore parfaitement reconnaissables, correspondent à des racines horizontales en place (cas qui semble le plus probable vu ce qu'on voit en particulier sur l'image suivante), ou à des branches mortes étant tombées au "sol" d'une tourbière ou au fond d'un lac ou d'un marécage à très forte productivité organique.


Figure 2. Gros plans sur des débris végétaux dans une tourbe argileuse noire affleurant sous le sable et les galets et blocs rocheux de la Pointes aux Oies, Wimereux (Pas de Calais)

Gros plans sur des débris végétaux dans une tourbe argileuse noire affleurant sous le sable et les galets et blocs rocheux de la Pointes aux Oies, Wimereux (Pas de Calais)

Sans dégrader l'affleurement, il était difficile de savoir formellement si ces morceaux de bois encore parfaitement reconnaissables correspondent à des racines horizontales en place (ce qui semble le plus probable ici), ou à des branches mortes étant tombées au "sol" d'une tourbière ou au fond d'un lac ou d'un marécage à très forte productivité organique.


Figure 3. Vue sur les débris de bois inclus dans des tourbes argileuses des figures précédentes, Wimereux (Pas de Calais)

Vue sur les débris de bois inclus dans des tourbes argileuses des figures précédentes, Wimereux (Pas de Calais)

Les tourbes argileuses sont partiellement recouvertes par les sables, galets et rochers de la plage actuelle, montrant le contexte de ce type d'affleurement.

Sables, galets et blocs étant mis en mouvement à chaque tempête, la visibilité de ces affleurements de tourbe à débris végétaux sous les sédiments actuels est variable et aléatoire. Les affleurements peuvent être remarquables une année, inexistants l'année suivante.


Figure 4. Débris de bois inclus dans des tourbes argileuses de la plage de la Pointes aux Oies, Wimereux (Pas de Calais)

Débris de bois inclus dans des tourbes argileuses de la plage de la Pointes aux Oies, Wimereux (Pas de Calais)

Sables, galets et blocs étant mis en mouvement à chaque tempête, la visibilité de ces affleurements de tourbe à débris végétaux sous les sédiments actuels est variable et aléatoire. Les affleurements peuvent être remarquables une année, inexistants l'année suivante.


Figure 5. La plage, au Nord de la Pointe aux Oies, Wimereux (Pas de Calais)

La plage, au Nord de la Pointe aux Oies, Wimereux (Pas de Calais)

Les photos, hormis celles de Sangatte, ont été prises au niveau des roches sombres que l'on voit à l'arrière-plan derrière les promeneurs.


Figure 6. La plage, au Nord de la Pointe aux Oies, Wimereux (Pas de Calais)

La plage, au Nord de la Pointe aux Oies, Wimereux (Pas de Calais)

Les photos, hormis celles de Sangatte, ont été prises au niveau des roches sombres que l'on voit à l'arrière-plan derrière les promeneurs.


Les niveaux de tourbe argileuse, parfois avec de gros débris de bois encore identifiables, sont fréquents sous les sables et galets actuels des plages du Pas de Calais et du Nord. La présence de tourbe et d'arbres anciens affleurant sous les plages et dégagés au hasard des tempêtes montre que ce qui est maintenant la plage était dans le passé :

  1. soit un écosystème forestier ou para-forestier dans le cas où certains des arbres fossiles sont en place ;
  2. soit le fond/bord d'un lac ou d'un étang d'eau douce (donc largement au-dessus du niveau de la mer), dans le cas où aucun des morceaux de bois n'est en place mais seulement des morceaux de bois flottés échoués ;
  3. soit une lagune d'eau salée au niveau de la mer à l'abri d'un cordon littoral, ou simplement la partie de la zone de balancement des marées riche en vie (types schorre, slikke et autres vasières littorales) avec des arbres morts qui s'y sont échoués, toujours dans le cas où on ne trouve que des arbres non en place.

La solution 3 correspond au recouvrement par du sable et des galets marins d'un milieu côtier riche en matière organique (tourbe) et en arbres morts qui s'y sont échoué. Il n'y a pas dans ce cas nécessité d'une importante hausse relative du niveau de la mer. Un changement de la direction ou de l'importance des courants côtiers et de la dynamique littorale suffit. Dans les cas 1 et 2, il s'agissait d'un milieu terrestre ou d'eau douce, donc forcément à plusieurs décimètres ou mètres au-dessus du niveau des hautes mers. Ces deux derniers cas imposent qu'il y ait eu une hausse relative du niveau de la mer par rapport à la terre ferme depuis la formation de la tourbe et la mort des arbres.

Les bois de la plage de la Pointe aux Oies ont pu être identifiés : aulne, bouleau, chêne…, et datés au 14C entre 4 700 et 3 600 a BP (Munaut et Gilot, 1980, dans la notice de la carte BRGM au 1/50 000 de Marquise, édition 2007, p107). Le hasard de la divagation des bancs de sables et de galets actuels laisse parfois voir des racines indiscutablement en place, et mieux encore, des souches avec leurs racines "en position de vie". Il s'agissait donc d'un milieu forestier ou para-forestier avec un sol possédant une litière très riche en matière organique (la future tourbe), forcément largement au-dessus (au moins 1 m) du niveau des hautes mers et de la nappe phréatique salée. Comme le niveau marin mondial n'est pas monté depuis 4 700 ans (il a même eu tendance à descendre de quelques mètres, jusqu'à la remontée "anthropique" des XXème et XXIème siècles), c'est que le niveau du sol du littoral du Pas de Calais s'est très probablement affaissé d'au moins 1 m de plus que la mer depuis 4 700 ans. L'enfoncement du sol en Nord-Pas de Calais est particulièrement visible en pays dunkerquois (Flandre), pays très plat. Il affecte aussi presque toute la côte plate de la Mer du Nord, des Flandres belges, à l'Allemagne du Nord, en passant par les côtes de la Hollande, particulièrement vulnérable à une baisse du sol, car ce pays est très bas, comme l'indique son deuxième nom. Dans les Pays-Bas, depuis les Romains, à chaque grande tempête, la mer gagne un peu plus sur la terre qui subside doucement, les dunes littorales ont tendance à devenir un cordon d'îles (les îles de la Frise) et des étangs d'eau douce ont été envahis par la mer (le Zuiderzee). Lors de la Toussaint 1170, une forêt, la Creiler Woud (forêt de Creil) fut envahie par la mer, et est encore sous le niveau de la mer, sous les récents polders bordant le Zuiderzee. Un possible équivalent médiéval de ce qui s'est passé 4 000 ans plus tôt sur les côtes de la Manche ! Pour lutter contre cette invasion de la mer, les Hollandais ont bâti des digues et des polders dès le Moyen Âge. Mais malgré ces travaux, et du fait de l'inexorable subsidence de la région, ce pays a connu des inondations terribles quand les digues furent franchies ou contournées par des tempêtes majeures. En se cantonnant au Moyen Âge, citons la tempête de 1212 qui fit environ 60 000 morts, celle de 1219 qui en fit 36 000, celle de 1287 (60 000 morts), celle de 1362 (30 000 morts), celle de 1421 qui ne fit "que" 2 000 à 10 000 morts mais qui donna lieu à un célèbre tableau peint 70 ans plus tard. La dernière inondation meurtrière fut celle du 31 janvier-1er février 1953 qui fit 2 551 morts et fut à l'origine du plan Delta. On peut trouver la liste de ces catastrophes sur la page Liste de catastrophes naturelles aux Pays-Bas .

Comme pour la Bretagne, cette subsidence des côtes de la Manche et de la Mer du Nord est en grande partie liée à l'isostasie et aux conséquences du rebond post-glaciaire de l'Europe du Nord : enfoncement des régions recouvertes de glace, et légère surrection de la périphérie de la zone subsidente, suivis, après la fonte des glaces, d'un retour à l'équilibre, avec la remontée des région qui s'étaient enfoncées et la subsidence des régions périphériques qui s'étaient relevées. Au niveau des Pays Bas, cette subsidence post-péri-glaciaire a pu être amplifiée par la subsidence du triple delta Escaut-Meuse-Rhin et des sédiments qu'il dépose au large.

Figure 7. Géométrie d'une plaque mince élastique soumise à l'application d'une force ponctuelle dirigée vers le bas (flèche violette)

Géométrie d'une plaque mince élastique soumise à l'application d'une force ponctuelle dirigée vers le bas (flèche violette)

La zone soumise à la force fléchit vers le bas, mais sa périphérie se bombe. Si on cesse d'appliquer cette force, il y a retour à la forme d'équilibre initiale : la zone enfoncée remonte, et les bombements périphériques s'affaissent. Cette représentation modélise de façon très simplifiée l'action d'une calotte glaciaire sur une plaque lithosphérique élastique : enfoncement dans l'asthénosphère à comportement visqueux sous la calotte et surrection de ses bordures pendant la mise en glace, remontée de l'emplacement de l'ancienne calotte et subsidence des bordures pendant (et après) la fusion de la calotte.


Figure 8. Quart supérieur droit du tableau Sint-Elisabethsvloed (inondation de la Sainte Élisabeth), Rijksmuseum , Amsterdam

Quart supérieur droit du tableau Sint-Elisabethsvloed (inondation de la Sainte Élisabeth), Rijksmuseum, Amsterdam

Cette partie du tableau représente l'inondation dite de la Ste Elisabeth qui eut lieu en Hollande les 17 et 18 novembre 1421. L'invasion brutale des terres lors d'une tempête et la transformation des collines en îles est particulièrement saisissante en haut à droite de l'image. Une façon artistique d'apprécier les effets des réajustements isostatiques post-glaciaires !

Image complète disponible sur commons.wikimedia.


Le 15 mars 2015, on pouvait voir un très beau banc de tourbe continu sur plusieurs dizaines de mètres carrés, mais ne contenant qu'un seul gros morceau de bois identifiable (cf. ci-desspus). On pouvait aussi voir un très gros tronc couché sous les sables, mais très peu de belles souches en place. Vingt-six ans plus tôt par contre, en 1989, deux belles souches en place avec leurs racines étaient visibles, dépassant d'un banc de tourbe qui avait alors la signification d'une paléo-litière d'un sol forestier.

Au hasard des promenades sur les plages du Nord-Pas de Calais, notamment après des tempêtes qui ont déplacé les bancs de sables et de galets, on voit parfois apparaître des niveaux de tourbes sous les sables et galets des plages. C'était en particulier le cas en avril 2014 sur la plage de Sangatte, commune du Pas de Calais plus connue pour sa plateforme de construction du tunnel sous la Manche (transformée en camp de transit provisoire pour candidats à l'émigration en Grande Bretagne, puis détruite) que pour ses tourbes. La tourbe y affleurait sur une quinzaine de mètres de long et 1 à 2 mètres de large sous forme d'un banc noir et imperméable localement recouvert de flaques d'eau de mer datant de la dernière marée haute. L'érosion de ce printemps 2014 l'érodait côté mer et avait formé une petite "falaise" d'une dizaine de centimètre de hauteur. Aucun morceau de bois de grande taille, aucune souche n'était visible ni sur le haut de la couche, ni sur sa tranche exposée à l'érosion des vagues dans la petite "falaise". Par contre l'érosion différentielle de cette petite falaise par les vagues de chaque marée montante avait enlevé les parties tendres de ce banc tourbeux et a laissé dégagées de très nombreuses petites racines. Cela montre que ce banc de tourbe correspond à la partie supérieure d'un paléosol très riche en racines et autres organes souterrains de végétaux. Sans examen plus approfondi que celui d'une promenade de week-end, il est impossible de dire s'il s'agit d'un paléosol franchement émergé et jamais atteint par les hautes mers, ou d'un sol de schorre (atteint par les marées hautes de vives eaux), avec des racines de végétaux halophiles comme la spartine, l'obione... Des gros plans sur des galets de cette tourbe de Sangatte sont visible sur le site de la Lithothèque de l'ENS Lyon.



Figure 23. Bordure érodée (face à la mer) d'un banc de tourbe de la plage de Sangatte (Pas de Calais)

Bordure érodée (face à la mer) d'un banc de tourbe de la plage de Sangatte (Pas de Calais)

L'érosion par les vagues a partiellement déblayé la trame d'argile et de petits débris carboné et a épargné un entrelacs de paléo-racines qui forment maintenant des mini-piliers et colonnes. Cette érosion révèle la structure d'un paléosol datant de quelques millénaires.


Figure 24. Bordure érodée (face à la mer) d'un banc de tourbe de la plage de Sangatte (Pas de Calais)

Bordure érodée (face à la mer) d'un banc de tourbe de la plage de Sangatte (Pas de Calais)

L'érosion par les vagues a partiellement déblayé la trame d'argile et de petits débris carboné et a épargné un entrelacs de paléo-racines qui forment maintenant des mini-piliers et colonnes. Cette érosion révèle la structure d'un paléosol datant de quelques millénaires.


Figure 25. Zoom sur la bordure érodée (face à la mer) d'un banc de tourbe de la plage de Sangatte (Pas de Calais)

Zoom sur la bordure érodée (face à la mer) d'un banc de tourbe de la plage de Sangatte (Pas de Calais)

L'érosion par les vagues a partiellement déblayé la trame d'argile et de petits débris carboné et a épargné un entrelacs de paléo-racines qui forment maintenant des mini-piliers et colonnes. Cette érosion révèle la structure d'un paléosol datant de quelques millénaires.


Figure 26. Zoom sur la bordure érodée (face à la mer) d'un banc de tourbe de la plage de Sangatte (Pas de Calais)

Zoom sur la bordure érodée (face à la mer) d'un banc de tourbe de la plage de Sangatte (Pas de Calais)

L'érosion par les vagues a partiellement déblayé la trame d'argile et de petits débris carboné et a épargné un entrelacs de paléo-racines qui forment maintenant des mini-piliers et colonnes. Cette érosion révèle la structure d'un paléosol datant de quelques millénaires.


Figure 27. Vue générale de la plage de Sangatte (Pas de Calais)

Vue générale de la plage de Sangatte (Pas de Calais)

La migration des bancs de sables et de galets due aux tempêtes et aux grandes marées y découvre et/ou recouvre assez souvent des bancs de tourbe.


 

Figure 28. Localisation de la Pointe aux Oies et de Sangatte face aux côtes anglaise

Localisation de la Pointe aux Oies et de Sangatte face aux côtes anglaise

Figure 29. Localisation de la Pointe aux Oies et de Sangatte, Pas de Calais

Localisation de la Pointe aux Oies et de Sangatte, Pas de Calais