La falaise de Matala, en Crète : tectonique et paléoenvironnement à la plage

Source - © 2018 Cyril Langlois

Figure 1. Vue générale de la falaise de Matala, Crète

Autrefois petit village de pêcheurs, la bourgade de Matala, en Crète, acquit une brève renommée dans les années 1960 en devenant une villégiature prisée par les hippies qui s'étaient installés dans ses falaises creusées de grottes. Matala est aujourd'hui un site balnéaire touristique qui continue à jouer sur la corde de cet héritage, même si l'esprit en paraît bien loin. Pour le naturaliste et le géologue, la visite des cavités creusées dans la falaise de Matala, supposément à l'époque romaine, fournit l'occasion d'observations aisées et suffisantes pour en tirer quelques conclusions simples sur le paléoenvironnement et la tectonique de cet affleurement.

Source - © 2018 Google Earth Figure 2. La mer Égée et la Crète La péninsule du Péloponnèse est au NO, les îles des Cyclades et du Dodécanèse sont au centre, et la Crète au Sud, sur laquelle est repérée le site de Matala.

Source - © 2018 Google Earth Figure 3. Vue aérienne inclinée et regardant vers l'Est de l'anse de Matala, Crète Le lien suivant pointe vers une carte interactive de l'affleurement, localisant les objets photographiés.

Matala se situe sur la côte Sud de la Crète, dans une anse étroite orientée Est-Ouest, au fond de laquelle la plage est abritée entre deux falaises formant promontoires. Le site archéologique de Matala se trouve sur la falaise Nord, dont l'escarpement fait face au Sud. Vue de la plage, cette falaise présente une succession de couches de duretés différentes, les plus résistantes faisant saillie. On peut constater rapidement (figure 1, 2 et 4) que les grottes se trouvent systématiquement dans les couches en retrait, les plus tendres.

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Figure 4. Interprétation structurale de la falaise de Matala, Crète

Le géologue remarque également très vite les nombreuses failles, fortement inclinées, qui découpent la falaise et qui s'organisent en systèmes conjugués formant des dièdres de 60° (figure 2, ci-dessus). On constate également, en s'approchant, que les chambres creusées dans la falaise l'ont souvent été à la convergence de deux failles conjuguées, autrement dit là encore dans une zone facile à excaver, puisque déjà “endommagée”.

Ces failles sont manifestement à jeu normal, donc indice d'extension, mais elles paraissent relativement courtes et de rejet toujours faible. Elles correspondent vraisemblablement à des accidents annexes associés à une faille normale majeure située plus au Nord. À plus grande échelle, l'ensemble de la Crète est zébrée de failles, et cette partie ne fait pas exception. À en croire les cartes tectoniques disponibles dans la littérature, chaque escarpement du paysage ou chaque rupture de pente pourrait être une faille.

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Figure 5. Exemple de niche creusée dans la falaise de Matala dans une couche de grès calcaire tendre et encore fragilisée par la convergence de deux failles conjuguées

À la base de la falaise, la roche présente une texture sableuse ; un peu plus haut, la granulométrie est plus fine et l'aspect de la roche plus homogène. La roche la plus abondante est un grès calcaire, pauvre en silice. Examinées en détail, les couches de la falaise montrent des variations d'épaisseur, de faciès et de contenu fossilifère, et, dans certains niveaux, des structures en biseau, indiquant une progradation des dépôts vers l'Ouest.

Ce site, comme d'autres affleurements de la région, ont fait l'objet de quelques études, qui proposent une analyse détaillée des différents faciès sédimentaires et du contenu fossilifère de ces couches (figure et tableau ci-dessous, d'après Kroeger (2004) [1], les faciès sont définis à l'aide de la classification de Dunham modifiée). L'ensemble de la formation est daté du Miocène et plus précisément attribué à l'étage Tortonien (entre 11,63 et 7,246 Ma). Le visiteur pressé ne peut se permettre une analyse très poussée, mais il suffit de quelques pas sur le site archéologique pour observer les faciès mentionnés, y découvrir quelques fossiles et constater que ceux-ci diffèrent selon les couches observées.

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Figure 6. Interprétation des faciès de la falaise de Matala, Crète

Interprétation d'après Kroeger (2004) [1] et Kroeger et al. (2006) [2].

Tableau 1. Analyse semi-quantitative du contenu fossilifère de deux faciès de l'affleurement de Matala

Les deux faciès présentés (framestone et rudstone) se distinguent nettement et correspondent à des conditions de profondeur et de dynamique différentes (Kroeger, 2004 [1]).

Dans les couches les plus basses, on trouve ainsi facilement des huîtres de belle taille, isolées ou en groupe, parfois aussi des coquilles saint-jacques (Pectens). Certains bancs présentent de nombreux terriers, probablement de crustacés, qui apparaissant en relief sur la surface érodée ; un peu plus haut, ce sont des oursins, dont les tests légèrement plus gris et plus résistants que la roche apparaissent en saillie ; quelques spicules isolés sont visibles çà et là. Il peut s'agir d'oursins réguliers à gros tubercules (type Cidaris, indice de milieu agité) ou des oursins irréguliers (Schizaster).

Source - © 2018 Cyril Langlois Figure 7. Huître fossile, falaise de Matala (Crète)
Source - © 2018 Cyril Langlois Figure 8. Oursin irrégulier (Schizaster sp. ?), falaise de Matala (Crète)	Source - © 2018 Cyril Langlois Figure 9. Oursin régulier (Cidaris sp. ?), falaise de Matala (Crète)

À plusieurs niveaux apparaissent des nodules blanchâtres, alignés, faisant parfois saillie. Il s'agit d'algues rouges (Rhodophyta) calcifiantes, dénommées génériquement rhodolites, comparables aux actuelles algues Corallinacées. Contrairement à d'autres, les thalles de celles-ci ne sont pas articulés. Dans quelques endroits, elles se présentent plutôt en grandes colonies branchues, ressemblant à des coraux. Dans les deux cas, leur présence indique un environnement de faible profondeur, dans la zone photique propice à la photosynthèse. La morphologie en boule, par contre, signale un milieu relativement agité.

Source - © 2018 Cyril Langlois Figure 10. Rhodolites en boules, falaise de Matala (Crète)

Source - © 2018 Cyril Langlois Figure 11. Rhodolites branchus, falaise de Matala (Crète)

D'autres zones encore livrent de grands foraminifères benthiques plats, où l'on peut, parfois distinguer une structure hélicoïdale. Il s'agit de foraminifères du groupe des Nummulitidés, du genre Heterostegina (Kroeger et al., 2006 [2]). Là encore, la présence de ces foraminifères benthiques du groupe des nummulites est un indice de milieu assez énergique. Par endroits, dans le faciès rudstone, ces nummulites ont proliféré et prédominent dans la roche.

Enfin, sans forcément escalader la falaise, on peut récolter quelques morceaux de “vrais” coraux scléractiniaires, coloniaux, tombés des couches supérieures.

Source - © 2018 Damien Mollex Figure 12. Rhodolites (blanchâtres) formant une boule indurée dans le grès calcaire et foraminifère Heterostegina (gris)

Source - © 2018 Damien Mollex Figure 13. Bloc à coraux scléractiniaires de Matala (Crète)

L'ensemble de ces observations permet finalement d'identifier un milieu de plateforme carbonatée peu profonde, alimenté en sédiment calcaire par l'érosion et par la production biologique locale (foraminifères, coraux, mollusques et échinodermes). Selon les couches, ce milieu était plus ou moins calme : dans la formation de grès calcaire, les échinodermes et les huîtres sont relativement espacés, peu nombreux et peu fragmentés. L'énergie du milieu est donc notable, mais modérée. Les faciès riches en nummulites ou en coraux massifs suggèrent par contre une énergie plus importante, mais toujours une faible profondeur. Les dépôts à rhodolites, quant à eux, sont classiquement comparés aux bancs de maerl des côtes bretonnes et méditerranéennes actuelles. Ces accumulations d'algues rouges encroutantes se développent à des profondeurs inférieures à 100 m, dans les zones côtières agitées. Ici, cependant, notamment dans les grès calcaires, les rhodolites se présentent en nodules espacés et non en grandes accumulations.

Source - © 2018 Cyril Langlois

Figure 14. Faciès rudstone à nummulites Heterostegina dominants

Ainsi, à Matala, la superposition des faciès indique que cet endroit était une plateforme carbonatée peu profonde, modérément agitée (faciès de grès calcaire –sandstone– avec quelques niveaux à rhodolites) devenant parfois un haut-fond plus dynamique (faciès rudstone à rhodolites) ; l'association du faciès de grès et du faciès rudstone suggère que le premier correspondrait à une zone plus proximale, le second à un environnement plus distal (où viennent se briser les vagues) et que l'alternance des deux faciès traduirait des phénomènes de progradation et rétrogradation, qui décaleraient horizontalement les faciès au cours du temps (Kroeger, 2004 [1]), illustration directe de la « loi de Walther » (Merzereau, 2017 [3]). Au sommet de la séquence, le milieu devient une franche barrière récifale corallienne (framestone), battue par les vagues.

Source - © 2013 D'après Lagabrielle, Maury et Renard, Mémo visuel de géologie (Dunod)

Figure 15. Répartition des microfaciès carbonatés dans le cas d'une plateforme barrée par un récif