Les variations du niveau moyen des mers

 

 

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Le phénomène responsable des variations générales du niveau moyen des mers est appelé l'eustatisme. On qualifie d'eustatique toute montée ou baisse du niveau marin lorsqu'elle a la même amplitude dans toutes les régions du globe. L’évolution du niveau eustatique montre une grande variabilité et une dynamique complexe sous son apparente stabilité. Les variations du niveau eustatique peuvent être étudiées grâce aux séquences sédimentaires issues des prismes formés sur les marges continentales.

Le modèle physique de dépôt de sédiments est fondé sur la variation du volume disponible permettant le dépôt dans le bassin ou sur la plateforme. Ce volume, l’accommodation, dépend de trois facteurs :

• Le flux sédimentaire, c'est à dire la quantité de sédiments déposés en fonction du temps. Plus le flux est élevé et plus l’accommodation diminue.
• Le niveau eustatique ou niveau moyen des mers. Plus il est élevé et plus l’accommodation augmente.
• L’enfoncement progressif de la marge, ou subsidence. Plus la vitesse d’enfoncement est élevée, plus l’accommodation augmente.

Ces trois facteurs agissent ensemble, mais c’est le facteur le plus variable (souvent le niveau eustatique) qui contrôle l’accommodation d’une marge continentale.

Les sédiments marins se déposent donc le long de la marge où ils vont se répartir horizontalement et verticalement au cours du temps et au fil des transgressions (montée du niveau eustatique) et des régressions (recul du niveau eustatique).
Horizontalement, les différents faciès sédimentaires (continentaux, littoraux, marins) s’ordonnent selon leur lieu de dépôt puis se décalent latéralement avec le niveau marin jusqu’à former des prismes sédimentaires. Les profils sismiques de ces prismes montrent des discontinuités relatives à des changements de vitesse ou de direction dans le déplacement du niveau marin.
Verticalement, une séquence apparaît dans le prisme sédimentaire, allant de sédiments purement continentaux à purement marins. Les séries sédimentaires peuvent montrer trois types de dispositions. Si elles se décalent vers la mer, on parle de progradation ; si elles se décalent vers le continent, on parle de rétrogradation ; enfin si le positionnement est statique, on parle d’aggradation.
La succession verticale de faciès permet ainsi de reconstituer les translations horizontales subies lors de leur dépôt, traduisant ainsi l’évolution du niveau relatif de la mer.

En étudiant ces prismes et leur formation, il est apparu que les variations du niveau marin sont cycliques. En effet, dans le cas d’une montée du niveau eustatique, les prismes rétrogradent ; ils se décalent vers le continent. Si le niveau monte encore, les couches s’empilent verticalement en un prisme de haut niveau marin. Cette aggradation a tendance à combler le bassin sédimentaire, à diminuer les pentes aux embouchures des fleuves qui se comblent de sédiments et à entraîner alors le recul du niveau marin.
A l’inverse, dans le cas d’un recul du niveau marin, la plate-forme se retrouve à l’air libre et subit une érosion intense des sédiments. Le profil d’équilibre des fleuves s’abaisse et leur lit se creuse.
Ce cycle peut se répéter ainsi de nombreuses fois, entretenu par ailleurs par la subsidence de la marge. Certaines séquences sédimentaires anciennes font plusieurs milliers de mètres et peuvent être observées aujourd’hui dans les chaînes de montagne.