La méditerranée - geologie randonneurs

LA MEDITERRANEE
Téthys, déesse de la mer,
ancêtre de la Méditerranée
Histoire géologique de la Méditerranée
L’histoire de la formation de la Méditerranée amènera à
parler de tectonique des plaques et de certaines notions de
géologie (pages 1 à 79).
Nous verrons ensuite quels sont les risques en Méditerranée
(pages 80 à 96).
Bibliographie page 97
Mer presque fermée, située dans des chaînes de montagnes encore actives, mises en
place à l’ère tertiaire.
Deux singularités :
Les Apennins, les monts Péloritains de Sicile et les montagnes de Kabylie sont parmi les
chaînes les plus jeunes de la planète, moins de 6 millions d’années.
Contrairement aux apparences, le Rif marocain et la chaîne Bétique en Espagne constituent
une seule et même chaîne.
Nous verrons pourquoi.
Caractérisée par une diversité de structures : - des bassins multiples
- des fonds hétérogènes
- des âges variés
Mer Adriatique
(plateau continental
submergé)
Mer Noire
2000 m
Bassin
ligure
Bassin
algéro-provençal Mer
3300 m Tyrrhénienne
7 à 8 Ma
Mer
3700 m
d’Alboran
1500 m
Mer Egée
23 Ma
300 m
Mer Ionienne
4300 m
Bassin occidental
3700 m
30 Ma
Gibraltar
Seuil
sicilien
Bassin Levantin
5100 m
Bassin oriental
5100m
150 Ma
Levant
On voit déjà que les genèses des deux
bassins, occidental et oriental, relèvent de
deux histoires complètement différentes.
Seuls le bassin levantin, la mer ionienne, le bassin
algéro-provençal, la mer Tyrrhénienne et la mer
Noire ont une croûte océanique.
Mais pourquoi une telle complexité ?
4 plaques tectoniques (1) majeures en présence, de directions et de vitesses
différentes, des plaques secondaires (ibérique, alboran, égéenne, adriatique), et
des micro-plaques (corso-sarde, sinaï)
Les vitesses indiquées sont celles par rapport à la plaque eurasienne considérée fixe. En fait
celle-ci, dans sa partie occidentale, se déplace légèrement vers le sud-est.
Plaque Eurasienne
Plaque Eurasienne
Plaque
Anatolienne
2 à 3 cm / an
Plaque Africaine
0,6 cm / an
Plaque Africaine
Plaque
Plaque
Arabique
Plaque
Anatolienne
3 cm / an
Noter en particulier que le contact
entre
les plaques eurasienne et africaine se fait en Afrique du
1 cm
/ an
Nord (Kabylie) en Sicile et en Italie. Ainsi, le nord de l’Afrique est en Europe, et, a contrario, une
partie de la Sicile et de l’Italie, Malte, sont en Afrique. De même, le contact entre les plaques
eurasienne et anatolienne se fait en Turquie : le nord de la Turquie est sur la plaque eurasienne.
(1) Pour plus de renseignements sur les plaques tectoniques et leur formation, voir le chapitre « tectonique ».
Arabique
2 cm / an
1 à 2 cm /
an
Tectonique des plaques : les supercontinents (pourquoi, comment?)
1er processus : démantèlement d’un supercontinent
Bombement
A
Formation de rifts
Formation de dorsales
B
AB
Dissipation de la chaleur
Le continent fait écran thermique
Démantèlement
- Les continents sont mauvais conducteurs thermiques : il va y avoir accumulation de chaleur à la partie
inférieure, d’autant qu’étant entouré de zones de subduction, le mégacontinent est assez immobile.
- La masse continentale s’échauffe, sa densité diminue, elle se soulève, se fragilise et se brise en morceaux :
c’est le démantèlement.
- Formation de rifts continentaux avec activité volcanique. Dissipation de la chaleur interne.
- Océanisation : dorsale (2).
Attention, tous les rifts n’évoluent pas forcément en dorsales.
2ème processus : formation d’un supercontinent
A et B se percutent. Etant de densité égale, aucun
ne va subducter (1) sous l’autre, ou du moins très
peu. Ils vont donc s’agglomérer, avec création de
chaînes de montagnes.
1) Subduction : processus tectonique selon lequel une plaque tectonique glisse sous une autre.
(2) Pour plus de renseignements sur les dorsales, voir le chapitre « tectonique ».
Donc, périodiquement, selon un cycle dit de Wilson d’environ 400 millions d’années, les continents se
rassemblent puis se disloquent.
Vaalbara
3000
Kenorland Columbia
2500
2000
1500
Rodinia
1000
Millions d’années
Pangée
500
Permien
=
fin de
l’ère
primaire
0
Rassemblement
Vers - 800 MA
Supercontinent Rodinia
Démembrement
Entre -550
et – 400 MA
Laurasie, Gondwana, Baltica, Sibéria, etc
Vers - 400 MA
rassemblement
Supercontinent Pangée
Cycle de
Wilson :
de 300 à
500 MA
Début
formation de
la Pangée :
L’histoire de la Méditerranée, c’est l’histoire de la
Pangée et de Téthys
Pour comprendre sa genèse, il faut donc faire un
« bref » retour sur le passé
Début de l’histoire de la Terre :
4,55 milliards d’années
Téthys
Super
continent
Pangée
Dislocation de la Pangée
Pour plus d’informations sur les temps géologiques, voir le chapitre « géologie générale ».
Les
Alpes
Les
Humains
de 400 à 250 Ma : le supercontinent Pangée s’est constitué
De 250 à 80, c’est-à-dire pendant presque toute l’ère secondaire, suite à
l’installation de rifts, il va se disloquer
La chaîne hercynienne
Laurasie
Océan
Panthalassa
une zone de
rifts va
s’installer
Téthys progresse
vers l’ouest
Gondwana
La Pangée résulte de la collision entre Gondwana et Laurasie, dont la soudure a constitué la chaîne
hercynienne (de Harz en Allemagne). Cette chaîne a traversé toute l’Europe où elle a laissé des
traces. En France, ce sont Massif Central, Armorique, Maures. Ella a aussi laissé des traces
notamment en Amérique du Nord (Appalaches).
de 250 à 120 Ma
(Trias, Jurassique, début Crétacé)
Ouverture de
l’Atlantique central
3. 165 Ma : dislocation de
Gondwana : les deux blocs,
[Afrique-Amérique du sud] et
[Antarctique-Inde-Australie],
se séparent.
1. 190 Ma : Un des rifts va évoluer en dorsale
et générer l’ouverture de l’Atlantique central :
le Gondwana se déplace SSE de 1200 km
2. 180 Ma : Téthys et l’embryon d’Atlantique
se rejoignent : la Pangée est coupée en 2
Changement de direction de l’Afrique :
elle ne peut plus aller SSE et va
désormais remonter vers le nord.
Téthys arrête sa
progression vers l’ouest
de 120 à 60 Ma
(Crétacé)
Ouverture du Golfe
de Gascogne :
l’Ibérie se détache
de l’Europe
Briançonnais
L’Apulie
commence à
poinçonner
114 Ma : Ouverture de
l’Atlantique Nord
85 Ma : Ouverture
de l’Atlantique Sud
120 Ma :
Ouverture de
l’océan Indien
L’Afrique se dirige de plus belle vers le nord :
elle va faire 500 km dans cette direction
Ces 3
évènements
font que :
L’Eurasie est poussée vers le sud-est
Début de la collision Afrique/Eurasie
Téthys va se fermer (subduction sous l’Eurasie)
de 60 à 20 Ma
(Ere tertiaire)
Orogenèses de :
Pyrénées, Chaîne
Pyrénéo-provençale,
Alpes, Carpates,
Maghrebides
Collisions Afrique – Eurasie
Et Apulie - Europe
Une zone de distension s’installe et va donner :
Naissance de la Méditerranée
occidentale
Une zone de distension alors que le système est en convergence ?
Il est temps de voir comment fonctionne une subduction
Si, dans certaines zones, les plaques tectoniques se créent et s’écartent,
forcément, dans d’autres zones, elles doivent se rencontrer et disparaître :
les zones de subduction
ou : le naufrage des plaques océaniques
Océanisation
Dorsale
Fermeture
d’un océan
Eurasie
Apulie
Zone de
subduction
Deux sortes de zones de subduction
Prisme d’accrétion
moins important
Bassin
d’arrière-arc
Fosse peu profonde
Fosse profonde
Volcanisme
Prisme d’accrétion
important
Volcanisme
Dorsale
Séismes de
faible magnitude
Séismes de
forte magnitude
Plaque jeune, donc mince et légère = pendage
faible = couplage mécanique important
Plaque âgée, refroidie, hydratée, donc
épaisse et lourde = pendage fort =
couplage mécanique faible
Subduction extensive
Type Mariannes…. et
Méditerranée
Subduction compressive
Type Chili
Donc, convergence (mouvement) ne veut
pas toujours dire compression (force)
La distance entre l’arc volcanique et la fosse est une bonne
indication du pendage de la plaque plongeante : plus cette
distance est grande, plus le pendage est faible.
Les zones de subduction : Le prisme d’accrétion
Horsts
Grabens
Le prisme d’accrétion est constitué
des sédiments transportés par la
plaque plongeante ou issus de
l’érosion de la plaque chevauchante.
Dans une subduction de type extensif, la plaque subductante plonge
fortement, ce qui engendre des cassures et crée un système de horsts et
grabens.
Les sédiments sont en partie enfouis dans ces grabens et donc
transportés en profondeur, d’où un prisme moins important en surface
que dans le cas d’une subduction compressive.
Les zones de subduction : Pourquoi du volcanisme ?
Augmentation de la
température et surtout de
la pression de la croûte
océanique qui subducte
Déshydratation
de cette plaque
Hydratation
du manteau
Fusion
partielle
du manteau
Remontée des magmas = Volcans
Les péridotites (roches du manteau) fondent en produisant un magma basaltique qui va migrer vers la surface. En
traversant la croûte continentale, il va être contaminé par les éléments chimiques de cette croûte et par les
sédiments et se charger + ou – en silice (magmas intermédiaires calco-alcalins ou andésitiques). Si la chaleur est
suffisante, il peut y avoir fusion partielle de la croûte continentale et magmatisme alumineux. Parfois, le basalte de
la plaque plongeante peut également fondre partiellement, d’où des magmas calco-alcalins particuliers dénommés
adakites.
Les zones de subduction : Pourquoi un bassin en extension ?
Profondeur en Km
Croûte
océanique
Bassin
d’arrière-arc
Croûte
océanique
Convection
Manteau
Manteau
Distance à la fosse en Km
Voir explications page suivante
Deux explications possibles :
1. A cause de la subduction, les courants de convection (1) sous la
croûte continentale sont bloqués par la croûte océanique plongeante. La
chaleur s'accumule alors sous la première plaque, jusqu'à ce que s'initie
un nouveau courant de convection qui étire la croûte et provoque la
formation d'un rift puis d’une croûte océanique.
2. La pente de la plaque plongeante génère un effet de succion sur la
plaque continentale, qui va donc être étirée.
Il s’agit donc de deux explications complètement différentes, aux
effets contradictoires : dans le 1er cas, l’accumulation de chaleur sous
la croûte continentale va, dans un premier temps, provoquer son
bombement, alors que, dans le second cas, il va y avoir subsidence de la
croûte continentale, c’est-à-dire son affaissement.
(1) Voir chapitre tectonique
Le retrait de la zone de subduction
(type extensif)
Verticalisation et retrait
du panneau plongeant
Démonstration
Le retrait de la zone de subduction
Expérience réalisée avec un mélange silicone et sable pour la plaque plongeante, du
sirop de glucose pour le manteau supérieur et du sirop enrichi pour le manteau
inférieur (matériaux de même densité que les plaques tectoniques en jeu).
0 million d’années
4 millions d’années
Ce retrait est
d’autant plus
rapide que la
vitesse de
subduction est
lente
10 millions d’années
En effet, la force liée
au poids de la
plaque, âgée et donc
lourde, est supérieure
à la force liée à sa
vitesse.
15 millions d’années
La plaque plongeante
va
s’affaisser
de
proche en proche et
son
sommet
va
donc reculer .
30 millions d’années
La Méditerranée occidentale =
bassin d’arrière-arc de la subduction
Le bassin Algéro-Provençal - La mer Tyrrhénienne - Le
bloc Corso-Sarde – Les îles Eoliennes - La mer d’Alboran
Des morceaux d’Europe échoués
sur la côte africaine
Le retrait de la zone de subduction
(1) Voir explications pages suivantes
45 Ma
(Eocène)
Subduction
Voir commentaires page suivante
Europe
Téthys
Chaîne pyrénéoprovençale (issue de
l’orogenèse pyrénéenne)
Ibérie
Al
Afrique
D’après
Serranon
1999
Il y a 45 millions d’années, la situation était la suivante : la collision
Afrique/Eurasie qui a commencé vers 60 Ma se poursuit. En fait, il
s’agit d’une subduction continentale. Téthys, coincée entre l’Eurasie qui va
sud-est et l’Afrique qui remonte au nord, se ferme par subduction sous le
continent eurasiatique.
Sud-est de la France : à cet endroit que signifie le point d’interrogation
sur le schéma? Si l’on regarde bien, on voit que les triangles mauves, qui
indiquent le sens de la subduction, s’inversent. Cela signifie qu’à partir de
ce point c’est l’Europe qui subducte sous la plaque apulienne. Ce qui
explique par exemple que le mont Cervin est en réalité un morceau
d’Afrique.
Toutefois, cette subduction va s’arrêter rapidement (les deux plaques
continentales – Eurasie et Afrique – étant de densité égale) et c’est la
surrection des Alpes.
La zone de distension liée à la subduction extensive fait que plusieurs
blocs vont se détacher du continent européen et dériver vers le sud,
« aspirés » par le retrait de la zone de subduction. Ces sont les blocs Co
(Corse), S (Sardaigne), B (Baléares), AL (Alboran), K Pe (Kabylie, Monts
Péloritains), CA (Calabre).
30 Ma
(Oligocène)
Voir commentaires page suivante
Ouverture
du bassin
liguroprovençal
Volcanisme
Prisme d’accrétion
Co
Ibérie
B
Al
S
Ca
Subduction
Bassin liguroprovençal
Afrique
Bloc
corsosarde
A 30 millions d’années, maximum de l’orogenèse alpine.
Evènement important : l’ouverture du bassin algéro-provençal (qui
porte au nord le nom de bassin ligure), c’est-à-dire du bassin arrièrearc de la subduction. C’est la Naissance de la Méditerranée
occidentale.
Par ailleurs, ces mouvements extensifs ont déséquilibré la chaîne
pyrénéo-provençale dont une partie s’est effondrée en mer. Les blocs
Co (Corse) et S (Sardaigne) d’une part, et KPe (Kabylie-Péloritains), Ca
(Calabre) d’autre part, dérivent vers le sud-est, tandis que Al (Alboran)
dérive vers le sud-ouest. B ne bougera plus beaucoup, bloqué par une
faille.
Autre fait important : le prisme d’accrétion s’est constitué et va
continuer à croître. On verra ce qu’il va devenir.
Tous ces mouvements extensifs font que le volcanisme va se
«réveiller» dans le massif central et dans l’Estérel (estérellite) et que
des bassins continentaux vont se mettre en place tels que Alsace,
Limagne, couloir rhodanien (en vert sur le schéma).
30-5 Ma
(Miocène)
Voir commentaires page suivante
Ouverture de
la Mer
Tyrrhénienne
Arc
volcanique
Co
Ibérie
S
B
Ca
Al
K
Pe
Mer
Tyrrhénienne
Bassin liguroprovençal
Afrique
Subduction
Durant les 30 Ma à venir, la zone de subduction va parcourir les 775 km
restants, soit la vitesse respectable de 2,5 cm/an.
Les « blocs » ont nettement progressé vers le sud-est, en particulier Ca.
Excepté Al qui est parti vers l’ouest.
Co (Corse) et S (Sardaigne) ont presque atteint leur position définitive.
Quant à KPe, on observe que la subduction s’est arrêtée à son niveau,
générant une faille (trait noir) qui va le séparer en 2. Pe (Monts Péloritains)
va continuer, « aspiré » par le retrait de la subduction qui continue de son
côté, et échouer en Sicile, tandis que K (Kabylie) va bientôt échouer sur la
côte africaine (voir le cercle orange).
Le prisme d’accrétion, qui a pris de l’importance, va s’agglomérer avec
les blocs ci-dessus et constituer les Kabylies, les Apennins, la Calabre
et les monts Péloritains de Sicile (voir page suivante). On comprend
maintenant pourquoi la Kabylie et une partie seulement de l’Italie et de
la Sicile sont européennes.
Durant cette période, ne pas oublier plusieurs évènements :
1. Mise en place de l’arc volcanique, qui donnera les îles éoliennes.
2. Ouverture d’un second bassin océanique : la mer Tyrrhénienne (rappelezvous son âge : 7 à 8 Ma). C’est l’ouverture de ce bassin qui a arrêté la
progression du bloc corso-sarde.
0
Subduction
Co
S
B
Ca
Pe
Al
K
Pas de commentaire particulier sur la situation actuelle, connue de
tous, si ce n’est de noter que, selon ce schéma, une petite zone de
subduction est toujours active au sud-est de la Sicile, qu’il faudrait
prolonger au nord vers l’Italie (Vésuve toujours actif). Toutefois, selon
certains géologues, une subduction du bassin algéro-provençal sous
l’Afrique aurait peut-être débuté. Donc, ne pas s’étonner des séismes
dans ces zones (Boumerdès, Aquila…).
Noter aussi que l’Etna, en Sicile, pose problème. En effet, il n’est
pas dans l’arc volcanique et, en outre, son magma basaltique n’est pas
caractéristique des zones de subduction (qui présentent un volcanisme
calco-alcalin, c’est-à-dire intermédiaire entre laves basiques et acides).
Par ailleurs, sa chambre magmatique est très profonde et ne
correspond pas non plus à une zone de subduction. Selon certains
géologues, il s‘agirait plutôt d’un volcan de point chaud (1).
Noter enfin que le panneau plongeant a atteint le manteau inférieur et
a donc « parcouru » 600 à 700 km de profondeur.
(1) Point chaud : voir page 99 et également le chapitre tectonique
Le détroit de Gibraltar
et la mer d’Alboran
Détroit de
Gibraltar = 14 km
Le séisme de Lisbonne en 1755
Le séisme de Lisbonne en 1755
Le 1er novembre 1755, Lisbonne est détruite quasi entièrement par un séisme dont la
magnitude a été estimée au minimum à 8,5, suivi d’un tsunami avec des vagues de 5 à
15 m de hauteur. Ce séisme aurait été ressenti jusqu’à Moscou et aux Açores. Le
nombre de morts et disparus a été estimé entre 50 000 et 100 000.
Les études effectuées dans la région, en particulier la datation des dépôts
sédimentaires, indiquent que des séismes importants se sont produits tous les 1500 à
2000 ans.
La plaque africaine, à cet endroit, se déplace faiblement avec un léger mouvement
anti-horaire. D’autre part, selon l’institut européen de la mer, il y aurait encore une
subduction de la plaque océanique africaine à l’ouest de Gibraltar, et donc des
énergies accumulées.
Depuis 1755, il n’y a plus eu de séisme dans cette région.
Arc de
Gibraltar
Les raisons de ce séisme
1. Collision Afrique/Eurasie
2. Subduction extensive NS puis EW
3. Faille transformante
Rappelez-vous page 3 « Contrairement aux apparences, le Rif marocain et la chaîne
Bétique en Espagne constituent une seule et même chaîne ». Or, on voit bien sur ce
schéma que c’est le prisme d’accrétion de la zone de subduction, aspiré par celle-ci et
poussé par le bloc Al (Alboran) qui a échoué à cet endroit. Sa progression s’est arrêtée
parce que la subduction s’est arrêtée. Le détroit de Gibraltar n’existait donc pas, la
Méditerranée s’est trouvé fermée, c’est la crise messinienne.
La Crise Messinienne : une histoire plutôt salée
Messinienne ? Il ne s’agit pas du
détroit de Messine puisqu’on est
à l’opposé, dans la région du
détroit de Gibraltar. Il s’agit
d’un étage géologique de l’ère
tertiaire allant de – 6,5 à – 5,3
millions d’années, décrit pour la
1ère fois dans la région de
Messine, d’où ce nom, et donc
d’un phénomène que Ororin
aurait pu voir.
La Crise Messinienne : une histoire plutôt salée
Il s‘agit d’un évènement unique dans l’histoire de la planète, tant par son amplitude
que par sa rapidité.
La Méditerranée a des particularités, notamment en matière hydrique : elle subit une
évaporation qui n’est qu’en partie compensée par les apports des fleuves. En effet,
seuls le Rhône à l’ouest et le Nil à l’est ont des apports importants, ceux des autres
fleuves étant + ou – négligeables. L’équilibre en eau n’est réalisé que grâce à l’arrivée
des eaux de l’Atlantique par le détroit de Gibraltar (voir photo page 48 où l’on voit bien
les courants atlantiques entrant en Méditerranée).
Or, on vient de le voir, il y a environ 6 Ma, le détroit de Gibraltar s’est trouvé fermé
par le prisme d’accrétion. De plus, à cette époque, la région était quelques degrés plus
bas de latitude, il faisait donc plus chaud et l’évaporation s’en trouvait accrue. Et donc,
la Méditerranée, s’évaporant plus qu’elle ne s’hydratait, s’est progressivement
asséchée.
On estime la baisse de niveau entre 1000 et 1500 m. Peut-être la Méditerranée s’estelle complètement asséchée par endroits.
Il y a donc eu : dépôts de sels
abaissement du niveau marin
formation de canyons
Le « géant salifère »
Dépôts de sels sur des hauteurs pouvant atteindre 3000 m !!!
On a calculé que si la Méditerranée s’asséchait à nouveau, il y aurait des dépôts de sels sur 60 à 80 m
maximum. Pour qu’il y en ait 3000 m, il a donc fallu qu’il y ait de temps en temps de nouveaux apports
d’eau, sans doute par infiltrations ou par débordements du détroit de Gibraltar (300 m de hauteur).
La Méditerranée a dû ressembler à ceci
Puis à cela
De fait de l’abaissement du niveau marin, les fleuves, pour rejoindre la mer
ou ce qu’il en restait, ont dû creuser le socle de leurs lits au fur et à mesure
que le niveau baissait. Il s’est ainsi formé des canyons impressionnants, aux
parois abruptes : le canyon du Rhône (constaté lors de la construction de
centrales) remontait jusqu’à Beaune en Bourgogne, soit 400 km, et sa
profondeur aux Saintes-Maries-de-la-Mer était de 1 150 m ; de même, le
canyon du Nil (découvert lors des travaux du barrage d’Assouan) a une
profondeur de 2 km au Caire et encore de 277 m à Assouan.
Ces canyons sont évidemment maintenant en mer.
Les sels (sulfates et
chlorures de sodium et de
potassium) sont des pièges à
hydrocarbures
Donc, la Méditerranée
pourrait ressembler à
ceci.
A ce jour, on compte 232 plates-formes d'exploitation d'hydrocarbures en
Méditerranée dont un tiers environ concerne du pétrole. La très grosse majorité
se trouve au large de la Tunisie (43), l'Italie en compte 13, la Libye 5 et la Grèce 3.
D’autre part, 11 sont en cours de forage (6 en Égypte, 2 en Italie, 20 en Tunisie, 1
en Croatie) et d'autres projets sont en attente.
Les ressources en hydrocarbures du bassin Levantin sont estimées à 1,68
milliards de barils de pétrole et 3 450 milliards de m3 de gaz, celles du bassin du
Nil seraient de 1,76 milliards de barils de pétrole et 6 850 milliards de m3 de gaz.
L’USGS (US Geological Survey) a évalué le total pour la Méditerranée orientale à
à 3,4 milliards de barils de pétrole et 9 700 milliards de m3 de gaz.
Projet Rhône-Maritime : le permis de recherches d’hydrocarbures au large des
côtes marseillaises, accordé une 1ère fois en 2002, puis prolongé en 2006
jusqu‘au 19 novembre 2010, couvre une superficie de 9 375 km². Cela a
évidemment généré des protestations et des manifestations contre un projet de
forages pétroliers à nos portes. Parmi eux, les écologistes dénoncent les risques
de pollution et de marée noire : "On veut chercher les derniers barils
d’hydrocarbures avec les risques que cela comporte, en eaux profondes, de
marée noire et de pollution".
Depuis les dernières élections présidentielles, le permis a été annulé et le projet
a été récemment retiré du site du ministère du développement durable. Mais la
société titulaire du permis a attaqué ce rejet devant le tribunal administratif en
août 2012.
Méditerranée orientale : En octobre 2010, Israël a trouvé un gigantesque
offshore de gaz naturel dans ce qu’il estime être sa ZEE (Zone Économique
Exclusive), à 135 km de Haïfa et à 5 km de profondeur. Cette poche a été appelée
« Léviathan » en référence au monstre marin biblique. 1ères estimations = 450
milliards de m3 = réserves suffisantes pour approvisionner Israël en gaz pendant
un siècle. Mais le Liban entend faire valoir qu’une partie du champ gazier réside
dans les eaux territoriales de sa propre ZEE.
La remise en eau
Sous la pression continuelle des eaux de l’Atlantique dont les courants ne
demandent qu’à entrer en Méditerranée, et aussi la tectonique, l’arc de
Gibraltar a fini par se rompre et ouvrir le détroit.
Il a dû alors se produire une gigantesque cascade, le seuil de Gibraltar
mesurant en effet 300 m, soit, par exemple, 6 fois plus que les chutes du
Niagara.
La durée de la remise en eau de la Méditerranée varie, selon les diverses
estimations, entre 100 000 et …….14 ans !!!
L’épisode messinien n’aura duré qu’environ 700 000 ans, ce qui n’est rien
par rapport aux durées géologiques habituelles, mais a laissé des traces
considérables.
L’image suivante (les chutes du Niagara) donne une
idée (faible) de ce qu’a dû être la remise en eau.
Une petite pause photos
Le Mont Cinto, morceau de l’Estérel
Le Stromboli : 3000 m dont 900 seulement émergés
Le Stromboli
Le Stromboli
Lipari
Vulcano
Vulcano
Noter les vapeurs de soufre
L’Etna : 3345 m - 45 km de diamètre
l’Etna : une de ses dizaines de bouches
l’Etna
Encore l’Etna
Et encore l’Etna
Toujours l’Etna
Le Vésuve
Le Vésuve
Il ne faut pas oublier la Méditerranée orientale
Méditerranée orientale
65 Ma
Grèce
Bassin en extension = future Mer Egée
35 Ma
0
Turquie
Iran
Arabie
Afrique
Point chaud (1) des Afars et rifts =
ouverture de la Mer Rouge
L’Arabie est repoussée vers le nord
Collision Arabie - Asie
Mise en place du Zagros, de la
chaîne des Dinarides et de la
chaîne Helléno-Turque
Téthys se ferme définitivement
On voit également que la mer Noire, la mer Caspienne et la mer d’Aral
sont des vestiges de bras septentrionaux de Téthys.
(1) « point chaud », voir page 32 et également le chapitre « tectonique ».
L’homme
pourra sortir
d’Afrique
Caractéristiques de la Méditerranée orientale :
Risques sismiques et volcaniques importants
Prisme d’accrétion particulièrement important et en partie émergé
Volcans de boue
La zone de subduction (courbe noire sur schéma page suivante) est toujours active sous les arcs hellénique et
chypriote à l’est, sous la Calabre et Sicile à l’ouest, soit 1 500 km.
L’Italie (plaque apulienne) se dirige vers le nord mais avec un léger mouvement de rotation anti-horaire, poussant ainsi
les Balkans vers l’est. La mer Egée, elle, est en extension depuis 23 millions d’années (voir ci-après).
De l’autre côté, on sait que la plaque arabique remonte rapidement vers le nord, en raison de l’ouverture de la mer
Rouge, et poinçonne fortement la plaque anatolienne. Celle-ci, coincée entre les Balkans, la mer Egée, l’Arabie et la
grande faille nord-anatolienne (courbe blanche), est éjectée vers l’ouest (légèrement sud) à la vitesse de 3 cm/an. Ne
pas s’étonner des séismes à répétition en Turquie.
D’autre part, la subduction de Téthys sous l’Eurasie a engendré :
- Un arc volcanique : les Cyclades dont le plus célèbre des volcans est sans conteste Santorin,
- Un bassin d’arrière-arc : la mer Egée dont la croûte n’est pas encore océanique mais continentale fortement étirée,
- Un prisme d’accrétion ou « ride méditerranéenne » : c’est le nom donné par les géologues du 19° siècle qui pensaient
qu’il s’agissait d’une dorsale, et qui lui est resté, mais évidemment, ce n’en est pas une. Il présente ici la particularité
d’être très important et en partie émergé. En effet, du fait de l’extension de la mer Egée, la chaîne helléno-turque s’est
trouvée déséquilibrée et une partie a basculé en mer, de la même façon que la chaîne pyrénéo-provençale en
Méditerranée occidentale. C’est cette partie, émergée, qui constitue aujourd’hui la Crète et quelques autres îles. Par
ailleurs, le prisme est particulièrement important du fait également des apports des alluvions du Nil : sa largeur atteint
par endroits 200 km – il est rappelé que sa longueur est de 1 500 km -, et, la plupart du temps, il cache la fosse de
subduction. Celle-ci n’est visible qu’en quelques endroits au sud de la Crète où sa profondeur atteint 5000 m.
Risques sismiques et volcaniques importants
Faille nord-anatolienne
Chypre
Crète
Zone de subduction toujours active
Image montrant un
volcan en train de
disparaître dans la
subduction. Ce volcan
faisait 3000 m de
hauteur.
Afrique
Eurasie
Prisme d’accrétion
1500 km de long sur 200 de large : future chaîne de montagnes si la
Crète et l’Afrique continuent à se rapprocher
Volcans de boue
Lorsque les sédiments s’accumulent, ils se
compactent et l’eau est expulsée. Mais si la
sédimentation devient trop importante, leur
accumulation devient très rapide et l’eau se
trouve piégée, elle n’est plus expulsée et de la
boue est créée. Lorsque la pression devient
trop importante, il y a éruption.
Ce genre de volcans existe là où il y a
beaucoup d’alluvions, c’est-à-dire dans les
deltas des grands fleuves. Ici le Nil.
EN RESUME
Le bassin
d’arrière-arc
=
La mer Egée
en extension
L’arc
volcanique
=
Les Cyclades
Le prisme
d’accrétion
=
La Crète
Santorin
Santorin
Entrée dans la caldeira de Santorin
Santorin
En résumé : la Méditerranée provient de :
- l’ouverture puis de la fermeture de Téthys
- les collisions Apulie – Europe, Afrique – Eurasie et Arabie – Asie
- l’ouverture de bassins au tertiaire
Il ne reste de la Téthys que quelques bassins
Mer Noire
Mer
Adriatique
Bassin
algéro-provençal
Mer
30 Ma
Tyrrhénienne
3300 m
Mer
7 à 8 Ma
d’Alboran
3700 m
1500 m
Mer
Ionienne
4300 m
Bassin occidental
3700 m
30 Ma
et des bassins d’arrière-arc en extension
Mer Egée
23 Ma
Bassin Levantin
5100 m
Bassin oriental
5100m
150 Ma
Dans 50 Ma
Téthys condamnée à mort
Voir page
Voir
Téthys condamnée à mort
Si la convergence continue au même rythme (environ 1cm/an), 500
km seront parcourus en 50 millions d’années.
Les montagnes vont continuer à croître. Apennins et Dinarides vont
se percuter et la mer Adriatique disparaîtra.
Rif et Bétiques vont également s’agglomérer. Le détroit de
Gibraltar se fermera à nouveau avec les conséquences que l’on sait.
L’Espagne sera sans doute éjectée dans l’Atlantique. Ce phénomène
serait déjà commencé selon certains géologues. Puis le bassin
algéro-provençal périra dans l’affrontement Europe – Afrique.
A l’est, Téthys va continuer sa subduction sous l’Eurasie et
complètement disparaître.
Libye et Crète vont s’affronter, agglomérer le prisme d’accrétion
et il y aura naissance d’une nouvelle chaîne de montagnes.
La croûte continentale actuelle de la Mer Egée va continuer à être
étirée et finira par donner place à une croûte océanique. Ce nouvel
océan devra lui aussi ultérieurement se fermer.
Il faudra attendre un prochain démantèlement pour voir à nouveau
apparaître des rifts, des dorsales et des océans.
Les variations du niveau marin
L’âge de glace
L’ère quaternaire a été marquée par 4
grandes glaciations : Günz, Mindel, Riss
et la dernière, Würm, avec un maximum
vers – 18 000 ans
Baisse du niveau marin de 110/120 m : l’homme investit des milieux aujourd’hui submergés. Ici, la
grotte Cosquer, aujourd’hui à 37 m sous le niveau de la mer.
Attention : il y a des variations apparentes du niveau marin
Il y a 160 000 ans, la grotte du Lazaret se
trouvait 120m au-dessus du niveau actuel
de la mer. Aujourd’hui, elle n’est qu’à 20 m
au-dessus.
De même, il y a 400 000 ans, Terra Amata
était une plage. Aujourd’hui, cette plage
fossile n’est qu’à 26 m au-dessus du niveau
de la mer.
En réalité, outre les
variations du niveau
marin, il y a eu
également soulèvement
du Mt Boron provoqué
par l’orogenèse alpine.
Impact des alluvions
- 6000
- 3000
- 50
A la fin de la dernière glaciation, le niveau de la mer s’élève à nouveau. Cette remontée
va progressivement ralentir puis se stabiliser aux alentours de – 6 000 ans, date à
laquelle Puget-sur-Argens était au bord d’une ria (aujourd’hui, cette ville est à 11 km de
la mer).
Mais les sédiments apportés par l’Argens et le Reyran vont colmater cette ria et le
rivage va donc gagner sur la mer. Ce phénomène de colmatage s’accentue en cas
d’apports importants (érosion plus intense par exemple en cas de variations des
conditions climatiques, ou défrichements consécutifs à l’activité agricole, en plein essor
depuis le néolithique). Même chose avec le Nil, le Rhône, le Pô.
Les risques en Méditerranée
LES SEISMES
Séismes de 1973 et 2006 de magnitude supérieure à 5
On voit qu’en
raison de la
subduction
toujours active
en
Méditerranée
orientale, les
risques de
séisme y sont
nettement plus
importants
qu’en
Méditerranée
occidentale, ce
qui est confirmé
par la diapo
suivante.
USGS / NEIC (US Geological Survey / National Earthquake Information Center)
Séismes des dernières 48 H (au 8 / 11 /2013)
EMSC (Centre sismologique euro-méditerranéen)
Bureau Central Sismologique Français
Réseau National de Surveillance sismique (RENASS)
Sismicité historique de la France (SisFrance)
Ministère de l'Environnement
Centre Sismologique Euro-Méditerranéen
BRGM
Le volcanisme :
risque d’autant plus important qu’il s’agit de zones fortement
urbanisées (3 millions d’habitants). Ici Naples et le Vésuve
Le volcanisme : même situation à Catane avec l’Etna
Les tsunamis : peut-on voir un jour une vague de 15 m déferler
sur la Promenade des Anglais ?
Photo : le coup de mer de mai 2010 : la plus haute vague a atteint 6 m
Qu’est-ce qu’un tsunami ?
Un tsunami résulte de la mise en mouvement vertical, brusque, d’une colonne d’eau mais il faut
que le déplacement de matières à l’origine de ce mouvement se fasse sur une grande surface. En
arrivant en surface, l’onde ainsi crée va rayonner dans toutes les directions et le déplacement va
devenir horizontal.
En approchant d’une côte, la vague de tête est freinée par les reliefs et est rattrapée par les
vagues suivantes. L’énergie d’un tsunami dépend de sa vitesse et du volume d’eau mis en
mouvement. L’énergie étant conservée (il y a très peu de déperdition), la moindre vitesse de la
vague est compensée par le volume d’eau qui va donc croître, c’est-à-dire que la vague va croître
en hauteur.
Le volume de la Méditerranée, du moins occidentale, la faible vitesse de déplacement des plaques
tectoniques, la subduction finissante et la magnitude moyenne des séismes (6,5) font que les
mouvements verticaux de la mer ne devraient pas atteindre l’ampleur nécessaire. Toutefois, des
raz-de-marée meurtriers se sont déjà produits en Méditerranée : le CNRS en a recensé une
vingtaine depuis 2000 ans. Le risque existe mais il est faible.
Un
tsunami
est
provoqué
par
un
mouvement du fond
marin. Ce peut être :
Un mouvement dans
une zone de subduction
Exemple : l’Indonésie en décembre
2004 (subduction de la plaque
australienne
sous
la
plaque
eurasienne).
Un glissement de terrain
Exemple : le tsunami de 1979 à
Nice et Antibes provoqué par
l’effondrement du chantier de
l’aéroport. Le matériel effondré, qui
était d’environ 10 millions de m3, a
« ramoné » tout le lit du Var et s’est
ainsi trouvé porté à 150 millions de
m3 à l’arrivée.
Et aussi
La chute d’un corps
Complexité et fragilité des équilibres biologiques
La méditerranée est une mer chaude et salée, donc moins
propice à la vie. DONC LES ÉQUILIBRES BIOLOGIQUES SONT
FRAGILES.
Impact anthropique : quelques exemples
Pression démographique
Transports maritimes
Canal de Suez et Barrage d’Assouan
Accidents
Acidification des océans
Pression démographique
22 états riverains, 5 pays africains, 5 pays asiatiques et 12 pays
européens, soit une population totale estimée aujourd’hui à #450
millions de personnes, en augmentation de 50% en 30 ans (19702000). Estimée à 550 millions en 2025.
En 2000, les régions côtières accueillaient 33,6% de la population du
bassin alors que leur superficie n’est que de 13% de l’ensemble des
pays. La densité moyenne a doublé en 30 ans et y serait de 156
habitants/km2.
Par ailleurs, la Grande Bleue accueille 1/3 du tourisme mondial
(275 millions de visiteurs par an).
La Méditerranée est en conséquence devenue une Mer Poubelle : les
infrastructures sanitaires n'ont pas suivi. Dans le sud, 44% des villes de
plus de 10.000 habitants n’ont pas de réseau d'épuration. Au nord,
11% sont également concernés. Sans compter toutes les stations dont
les technologies sont dépassées.
Rejets industriels et agricoles au km² : 40 macro-déchets
115 000 micro-déchets
Métaux lourds, nitrates, phosphates, métaux lourds, pesticides.
Alors que 80% de la pollution provient des terres, la Méditerranée, comme l'ensemble des océans, souffre d'une accumulation de
déchets. La densité des macro-déchets est de 40 pièces au km², mais peut être plus forte aux débouchés des grandes villes.
Quant aux micro-plastiques : ces débris minuscules fixent les polluants et trompent les animaux qui les prennent pour du zooplancton et
meurent d'occlusion intestinale. 290 milliards de micro-fragments de plastiques contamineraient la Méditerranée, alertent les
chercheurs de l'Expédition MED après avoir trouvé des traces de ces déchets polluants dans les poissons. Une menace pour la chaîne
alimentaire. En moyenne, le nombre de micro-déchets flottants atteint 115.000 éléments par km2, avec un maximum de 892.000
éléments. D'autres polluants chimiques tels que le polyéthylène, le polypropylène, et des polyphénols peuvent être véhiculés par ces
déchets et affecter potentiellement les organismes.
www.actu-environnement.com
Pression démographique (suite)
Les méduses ne prolifèrent pas qu’en Méditerranée, elles
ont colonisé l'ensemble des mers du globe au point que les
scientifiques parlent aujourd'hui de « gélification des
océans ».
La surpêche est soupçonnée d’être la cause de leur
pullulation. En effet, les prédateurs des méduses, tels que
thons, tortues, sardines disparaissent du fait de la
surpêche. Mais les méduses profitent surtout de
la surpêche des petits poissons. Sardines, hareng, anchois…
se nourrissent comme elles de zooplancton et constituent
alors leurs principaux compétiteurs pour l’alimentation.
Dans les zones où ils sont prélevés en trop grand nombre,
ils libèrent une niche écologique et laissent le champ libre
aux méduses. De plus, les petits poissons mangent œufs et
larves des méduses et, en temps normal, en régulent donc
le nombre. En leur absence, plus rien ne freine la
multiplication des animaux gélatineux.
Dans les zones où la pêche est adaptée aux quantités
disponibles (Afrique du Sud par exemple) on n’observe pas
d’invasion de méduses.
La moitié des espèces est
menacée par la pêche
Sargasse
Transports : le transport maritime représente une source de pollution moindre que la pollution tellurique mais la nature des produits
concernés et la menace d'un accident pétrolier majeur dans une mer semi-fermée font qu'il constitue un facteur de risque non
négligeable. Etude 2006 : 31 000 routes maritimes effectuées par 120 000 navires par an, 500 millions de tonnes, 250 000 escales de
navires de plus de 100 000 tonnes. Les pétroliers ont effectué 4 229 voyages en charge, transportant 921 millions de tonnes de pétrole
brut. 20 % des pétroliers, 30 % des navires marchands du monde circulent en Méditerranée.
Les eaux souvent déballastées en zones côtières contiennent des organismes vivants, faune et flore, invasifs, nuisibles, voire pathogènes
et introduisent donc des espèces exogènes en Méditerranée.
Ex : la Sargasse : algue brune, introduite avec les huîtres japonaises, a colonisé le littoral atlantique de l’Espagne à la Norvège et la
Méditerranée jusqu’à Venise. Elle est toxique : non consommée par la faune locale. Elle se multiplie par bouturage : prolifère dans les
chenaux fréquentés par les navires. Cette pollution a augmenté au cours des années 1970 à 1990, se stabilise depuis 2000.
Canal de Suez et barrage d’Assouan
Le canal de Suez et le barrage d’Assouan ont modifié la
température et la salinité des eaux de la Méditerranée
orientale et du Nil.
La mer Rouge est une voie de migration des espèces. Elle
est plus haute que la Méditerranée Orientale, donc le canal
crée un courant en direction de la Méditerranée, par ailleurs
moins salée que la mer Rouge, ce qui favorise le transfert
d’espèces. Il y a multiplication des espèces invasives (on en
compte aujourd'hui 925 dont 56% sont pérennes) au
détriment des espèces endémiques. Ces aliens sont devenus
un composant majeur de l'écosystème méditerranéen et ont
des impacts sérieux sur l'écologie, mettant en danger
beaucoup d'espèces locales. Ils représentent 43% des
ressources halieutiques en Turquie et jusqu’à 50% en Israël.
Cette faune, actuellement majoritairement présente dans le
bassin oriental, s’étend progressivement vers l’ouest et
commence à coloniser les côtes occidentales. En mers Egée
et Ionienne, 447 espèces ont été listées (Economidis,
1973; Papaconstantinou, 1988) dont 34 non natives, ce qui
représente environ 7% du total des espèces de poissons
présentes dans les eaux grecques. Parmi ces 34 espèces, 28
sont d’origine lessepsienne.
EX : Lagocephalus sceleratus observé pour la 1ère fois en
Turquie en 2004. Il préoccupe beaucoup les pêcheurs car
c’est un poisson très agressif (il peut couper les lignes à l’aide
de ses 4 dents et ainsi engendrer jusqu’à 80% de pertes des
prises) et très toxique (TTX tétrodoxine) : mort de 2
personnes en Israël.
Accidents
Caulerpa taxifolia : algue verte pérenne d'origine tropicale. Une souche issue de
l’aquarium de Monaco aurait été introduite accidentellement en Méditerranée où
elle est devenue une espèce envahissante. Elle est connue sous le nom d'« algue
tueuse », en raison de sa toxicité pour la faune, de son impact négatif sur la
biodiversité et de sa vitesse de développement inquiétante. Sa capacité à vivre avec
peu de lumière lui permet de subsister jusqu'à 100 m de profondeur, et d'envahir des
herbiers denses, tel que les herbiers de posidonie. Elle est aussi très résistante aux
variations de salinité. La Méditerranée est donc un milieu idéal pour son
développement, ce qui explique en partie sa présence persistante dans cette région.
Sa toxicité fait qu'elle n'a pas d’herbivore la consommant : autre raison de sa
persistance. Elle peut croître dans des milieux pollués ou pauvres en éléments
nutritifs, ce qui l'avantage encore. Elle serait aujourd'hui en phase de régression en
Méditerranée, phénomène qui reste à confirmer.
Acidification des océans
Acidification des océans : diminution du Ph des océans en raison de
l’augmentation des émissions de CO2. L'acidité des océans aurait
progressé de 30 % depuis le début de la révolution industrielle.
Cette acidification rend de plus en plus difficile la calcification des
organismes ayant un squelette ou une coquille calcaire car elle modifie
le calcaire et en particulier l’aragonite des coquilles qui s’amollissent.
Premières victimes : coraux, crabes, mollusques, crustacés, étoiles de
mer et plusieurs types de plancton, 1er maillon de la chaîne alimentaire
océanique.
Les récifs coralliens hébergent et nourrissent ¼ des espèces marines.
L’acidité provoque leur blanchiment et entraîneront à terme leur
disparition et celle de toute la biodiversité aquatique : poissons,
anguilles, crabes, oursins... En 2007, les coraux et de multiples espèces
marines ont déjà rejoint la Liste Rouge des espèces en voie
d’extinction.
Mais la mer Méditerranée,
c’est aussi ça, magnifique
Ou ça, tout aussi magnifique
Bibliographie
CNRS
IFREMER
BRGM
Institut de la Mer
Laboratoire de Villefranche/mer
Universités de Nice Sophia Antipolis, Orléans-Tours, Montpellier, Lyon
Ulaval
Alpesgéo
Géoazur
Géosciences
Actu-environnement
MM Bethoux, Clauzon, Debelmas, Frizon de Lamotte, Gorsky, Mascle, Mattauer,
Serrane, Sharer, Sosson.
Tectonique des plaques : les points chauds
Pour des raisons encore mal connues, il se fait, à
la limite manteau supérieur/manteau inférieur,
une concentration de chaleur qui produit un
panache. Ce panache engendre des volcans par
fusion de la croûte.
La plaque continue son chemin, le volcan s’éloigne
du point chaud et donc s’éteint mais il en naît un
autre au-dessus du point chaud qui, lui, n’a pas
bougé, et ainsi de suite.
On a donc de la sorte des volcans intraplaques, en
dehors de tout contexte de dorsale ou de
subduction.
Caractéristiques
► Volcanisme intraplaque
► Dû à une concentration locale de
chaleur
► Stationnaire et intermittent
Ex : La Réunion, Hawaï-Empereur