Page de garde non officielle de mon mémoire. Elle met en avant les trois méthodes principales utilisées au cours de mon stage : l’observation de terrain, la préparation des échantillons à analyser et l’observation microscopique des résidus organiques.5.1 Reconstruction des conditions environnementales passées dans une séquence stratigraphique sédimentaire
La paléoreconstruction consiste à analyser les enregistrements sédimentaires afin de reconstruire les paléoconditions environnementales liées aux changements climatiques et océanographiques. Ces éléments influencent divers processus tels que les cycles sédimentaires, les périodes d’anoxie océanique (diminution de l’oxygène dissous dans l’eau), l’eustatisme (fluctuations du niveau marin), les températures et l’évolution biologique.
Ce dessin illustre une méthode d’étude des mécanismes de forçage marin, notamment l’hydrodynamique, le climat, l’océanographie et la biologie, qui sont responsables des conditions de dépôt des sédiments et de leurs variations au cours d’une période géologique. Un log stratigraphique détaillé de la séquence a été établi pour interpréter les différents faciès sédimentaires. Cette première étape était essentielle pour sélectionner les échantillons pertinents à prélever. Des fragments de calcaires et de marnes ont été utilisés pour deux autres méthodes d’analyse. L’analyse géochimique de la roche entière et des isotopes stables du carbone organique (Corg) a permis d’évaluer les paramètres environnementaux et climatiques. Parallèlement, l’analyse palynologique des matières organiques, principalement composée de kystes de dinoflagellés, de spores et de pollens, a permis de dater la succession stratigraphique et d’identifier les changements climatiques et océanographiques, y compris les phases de transgression et de régression.
Références 1 à 5.
5.2 Les lithofaciès de la séquence d’Arrifes
On recense six lithologies principales : marne, calcaire marneux, calcaire, grès, conglomérat et calcarénite. Les fossiles prédominants incluent des coquilles de bivalves, des terriers et du matériel végétal. Neuf lithofaciès ont été identifiés, correspondant à des groupes de couches déposées dans des conditions similaires, partageant ainsi les mêmes caractéristiques (lithologie, caractéristiques sédimentaires et contenu paléontologique).
Cette figure illustre les quatre principaux environnements de dépôt, où les lithofaciès sont influencés par la profondeur. Nous avons : (1) la zone proximale supratidale, exposée et tidale ; (2) la zone intertidale à subtidale en eaux peu profondes ; (3) la zone offshore entièrement marine, avec des traces de vie ; et enfin (4) la zone offshore sans traces de vie, où la profondeur de l’eau est maximale.
Références – À DÉFINIR –
5.3 Résumé des résultats obtenus
En corrélant les interprétations des quatre techniques d’analyses utilisées durant les travaux de recherche (stratigraphie, palynologie, géochimie organique et inorganique), nous avons pu reconstituer l’environnement passé d’Arrifes.
AGE I : Le début de cette période est marqué par une transgression d’une zone supratidale vers une zone subtidale-intertidale, indiquant des conditions proximales. On observe une possible anoxie de Faraoni, probablement liée à un climat humide. La transgression se poursuit dans des conditions marines.
>> Ainsi, l’Hauterivien tardif présente une phase de transgression, potentiellement associée à l’événement anoxique de Faraoni.
AGE II : La période commence par une régression carbonatée, probablement due à un déclin eustatique global. La forte présence de phytoclastes noirs indique des feux de forêts sous un climat chaud et sec au début du Barrémien. Une succession détritique montre un approfondissement et une lithologie affinée. Une régression générale avec une forte influence continentale et des débris opaques suggère un climat aride, tandis que la géochimie organique révèle la prolifération d’organismes marins.
>> En résumé, le début du Barrémien était caractérisé par un climat chaud et aride, avec une influence continentale prédominante dans les environnements de marée et d’eaux peu profondes, favorisant le développement des plates-formes carbonatées.
AGE III : Cette période a débuté par une transgression globale des niveaux marins, révélée par des valeurs SP/D relativement faibles, indiquant des conditions offshore. La géochimie a suggéré une stratification de l’océan associée à des conditions arides, entraînant un appauvrissement en oxygène dissous. Une régression à long terme a suivi, caractérisée par une plaine de marée où la biodiversité était élevée, comme l’indiquent les nombreux fossiles carbonatés. Des fluctuations des niveaux marins ont été observées, notamment une remontée eustatique vers des profondeurs significatives, soutenue par des valeurs isotopiques négatives. La présence de coquillages et de terriers témoigne d’environnements favorables à la vie marine, tandis que les excursions négatives du delta C-13 suggèrent des périodes d’eutrophisation.
>> En résumé, cette période a été marquée par un retour à un climat humide avec de nombreuses fluctuations du niveau de la mer, bien qu’une transgression générale soit observée, corrélée avec les données régionales. La prolifération des organismes marins et des périodes d’appauvrissement en oxygène dissous induites par le climat sont également notables.
Références – À DÉFINIR -.
5.4 Proportions des différents environnements lors du dépôt sédimentaire
La reconstitution de l’environnement d’Arrifes au début du Crétacé, qui était l’objectif principal de mon travail de mémoire de master 2, a été réalisée avec succès, permettant ainsi d’établir des corrélations régionales. Voici les principaux résultats :
1. Environnement de dépôt : L’environnement prédominant se compose d’eaux subtidales peu profondes, représentant 55,5 % de la succession. Les conditions ont été généralement côtières et tidales de la fin de l’Hauterivien à la fin du Barrémien, avec un retour à des conditions relativement offshore (23 %).
2. Conditions climatiques : Le climat demeurait relativement chaud, bien qu’il ait subi des changements. Il est passé de conditions humides à arides à la limite Hauterivien-Barrémien, puis est redevenu humide à la fin du Barrémien, une caractéristique bien connue du Crétacé.
3. Conditions océanographiques passées et variations du niveau de la mer associées : De nombreuses fluctuations du niveau de la mer se sont produites autour des systèmes subtidaux-intertidaux, influençant le dépôt sédimentaire. Trois tendances générales ont été observées : une transgression (âge 1), une régression (âge 2) et une nouvelle transgression (âge 3), cette dernière étant marquée par une plus grande proportion d’environnements offshore.
4. Événements d’anoxie océanique : Un unique événement d’appauvrissement en oxygène dissous a pu être corrélé à un véritable événement d’anoxie océanique, à savoir l’événement de Faraoni à la fin de l’Hauterivien. Les autres phénomènes d’appauvrissement en oxygène peuvent avoir plusieurs origines, telles que les stratifications de densité, l’augmentation des flux continentaux vers les océans (nutriments entraînant l’eutrophisation et sédiments augmentant les taux de sédimentation, ce qui préserve la couche organique), ou une activité biologique accrue.
5. Biodiversité : La présence d’eaux chaudes et peu profondes a permis l’établissement de nombreuses plateformes carbonatées, tandis que les terriers d’animaux benthiques témoignent de sédiments régulièrement oxygénés.
6. La séquence d’Arrifes dans le bassin de l’Algarve : En considérant Arrifes à l’échelle de l’Algarve, les données géochimiques indiquent des conditions d’altération et de recyclage similaires à celles de Salema et Barrancão, ce qui s’explique par leur contemporanéité. Cela est particulièrement vrai pour Salema, qui présente également des environnements carbonatés peu profonds soumis à l’action des marées.
Références – À DÉFINIR -.
- Nichols, G. (2009) Sedimentology and Stratigraphy – John Wiley & Sons Ltd. Publication (2ème Édition).
- Dinis, P.A., Carvalho, J., Callapez, P.M., Mendes, M.M., Santos, V.F. & Fernandes, P. (2020) Composition of Lower Cretaceous mudstones of the Algarve Basin and implications for Iberian palaeoclimates – Cretaceous Research, Vol 110, 104404, ISSN 0195-6671. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2020.104404
- Föllmi, K.B. (2012) Early Cretaceous life, climate and anoxia – Cretaceous Research, Vol 35, p 230 – 257, ISSN 0195-6671. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2011.12.005
- Hu, X., Wagreich, M. & Yilmaz, I.O. (2012) Marine rapid environmental/climatic change in the Cretaceous greenhouse world – Cretaceous Research, Vol 38, p 1 – 6, ISSN 0195-6671. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2012.04.012
- Skelton, P.W., Spicer, R.A., Kelley, S.P. & Gilmour, I. (2003) The Cretaceous World – Cambridge University press.
- À DÉFINIR
- À DÉFINIR
- À DÉFINIR
CONTENU EN PLUS ! PRÉSENTATION ORALE DE LA SOUTENANCE (texte et powerpoint)
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