La crise de salinité messinienne en Méditerranée

Gilles Dromart

Laboratoire de Géologie de Lyon / UCBL-ENS de Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

24/09/2020

Résumé

Présentation rapide de l'évènement messinien en Méditerranée : assèchement, évaporites, érosion, rias et comblement.


Cette dénomination, « crise de salinité messinienne », vient de l'existence d'une épaisse série d'évaporites (gypse, halite, anhydrite) déposées en un temps restreint à la fin du Miocène, au sein de l'étage Messinien (7,25-5,33 Ma). Connues depuis longtemps en Sicile (Messine ; affleurements et mines), ces évaporites ont été reconnues par la prospection sismique dans le Golfe du Lion puis dans les autres bassins méditerranéens où les forages du Deep Sea Drilling Project ont traversé pour la première fois leurs couches sommitales en 1970.

Les causes de l'évènement messinien

L'assèchement et les dépôts massifs d'évaporites en Méditerranée ont résulté de l'isolement de cette mer intérieure vis-à-vis de l'océan Atlantique. Par une combinaison de mouvements tectoniques (convergence des continents africains et européens) et d'une chute significative du niveau général des océans (croissance de la calotte glaciaire antarctique), le corridor de Gibraltar, seule connexion entre Mer méditerranée et Océan Atlantique a été momentanément fermé. Cette fermeture a provoqué un défaut d'alimentation en eaux marines de la Méditerranée entrainant une dessiccation par évaporation de cette dernière.

L'érosion fluviale profonde sur les continents périphériques

Les images de sismique-réflexion combinées aux données de forages d'exploration ont montré que le niveau de base de la Méditerranée s'est abaissé d'environ 1200 m vis-à-vis du niveau marin actuel. Cet abaissement est considérablement ample (à titre de référence, l'abaissement, global, du niveau des mers au moment de la dernière glaciation était de seulement 120 m), et court à l'échelle des temps géologiques (estimé à environ 300 000 ans).

Parmi les effets de cette chute du niveau de base de la Méditerranée, il faut noter avant tout le creusement en profondeur de canyons par les fleuves et certains de leurs affluents, et ce sur des distances parfois considérables comme le montrent l'existence d'un canyon fossile sous les fondations du barrage d'Assouan sur le Nil (à 700 km du littoral) ou encore le franchissement des Carpates par les Portes de Fer aux confins de la Serbie et de la Roumanie. Dans le Sud-Est de la France, les manifestations les plus spectaculaires sont les incisions fluviales bordières qui ont conduit à la formation des vallées du Tech dans les Pyrénées-Orientales et celle du Var dans les Alpes-Maritimes et surtout le creusement sur plusieurs centaines de mètres de profondeur, et jusqu'à la latitude de Beaune en Bourgogne, du canyon de l'ancien système du Rhône et de la Saône (cf. figure ci-dessous). La plupart des vallées actuelles en rive droite du celle du Rhône, y compris les spectaculaires Gorges de l'Ardèche, sont d'anciennes vallées creusées par l'érosion messinienne. L'expression sur les continents de cette érosion messinienne est également souterraine avec le creusement de profonds réseaux karstiques (tant en contexte carbonaté, dolomitique que gypseux) dont l'exemple le plus spectaculaire est certainement la Fontaine de Vaucluse.

Figure 1. Restitution 3D du canyon messinien du Rhône

Restitution 3D du canyon messinien du Rhône

Figure 2. La ria marine rhodanienne au Pliocène inférieur (en bleu sombre)

La ria marine rhodanienne au Pliocène inférieur (en bleu sombre)

En beige, les cônes alluviaux du Pliocène supérieur.


L'ennoiement par la mer des canyons messiniens : la ria pliocène

La remontée rapide (~100 ka) du niveau général de la mer sur une hauteur d'environ 100 mètre a provoqué la remise en eau de la Méditerranée et la brusque invasion par la mer des canyons messiniens, donnant naissance à la « ria pliocène ». Cette ria marine remontait jusqu'à la latitude de Lyon (Caluire plus précisément, cf. Les grands traits de l'histoire géologique de Lyon ainsi que La géologie de Lyon depuis la confluence Rhône-Saône). L'existence de la mer est attestée par la présence de microfossiles typiquement marins (foraminifères planctoniques, microalgues calcaires, dinoflagellés). Le système des rias rhodanienne et durancienne a été par la suite plus ou moins complètement comblé par les alluvions conglomératiques issues des Alpes externes en surrection au Pliocène supérieur (e.g., alluvions jaunes de la côtière de la Dombes et du plateau de Valensole).


Remerciements

Gilles Dromart remercie :

  • La société THARSIS ENERGY pour les moyens budgétaires et infographiques alloués à l'étude de la géologie de Lyon ;
  • Le SYTRAL pour l'autorisation à l'accès aux carottes et documents des sondages des extensions de la ligne de métro B ;
  • Yannick Decroux (FONDASOL), Romain Prost (SYSTRA), Stéphane Brulêt (MENARD Établissements) pour communication de documents de sondages ;
  • Speranta-Maria Popescu (GEOBIOSTRATDATA.Consulting) pour les datations palynologiques du forage d'Oullins ;
  • Jean-Pierre Suc (Sorbonne Université) et Emmanuel Egal (EGIS TUNNEL) pour leur contribution respective aux synthèses sur la crise de salinité messinienne et la géologie de Lyon.