L’intervalle Berriasien supérieur – Valanginien inférieur: Enregistrement de changements paléo-environnementaux majeurs avant l’épisode Valanginien

Titre original « The late Berriasian-Early Valanginian interval : evidence of major environmental change before the Valanginian episode »

Thèse soutenue par Chloé Morales le 17 mai 2013, Institut des sciences de la Terre (ISTE)

Le Valanginien est une période caractérisée par des changements paléo-environnementaux majeurs qui ont conduit à la disparition d’une partie des organismes marins calcaires vivant dans les eau peu profondes (coraux, éponges, organismes unicellulaires,…) et profondes (plancton). Cette perturbation s’enregistre dans les sédiments par une signature géochimique : une excursion positive des isotopes du carbone (notée delta¹³C_carb) se produisant à la fois dans les roches issues d’environnements profonds (bassin) et peu profonds (plate-forme). Le début de l’excursion positive en delta¹³C_carb date de la fin du Valanginien inférieur, mais de nombreux changements paléo-environnementaux sont cependant décrits dès le Berriasien.

Le but de ce projet est de mettre en évidence ces changements et de préciser leur chronologie dans le but de mieux comprendre la dynamique générale de la perturbation et ce qui la contrôle. Ainsi, une série de coupes clés ont été analysées dans les régions du Jura français et suisse, dans les Alpes helvétiques et françaises, en Italie et en Pologne. Les analyses de terrain, ainsi que les faciès et microfaciès ont permis de contraindre les variations du niveau marin pour la période étudiée. Une hausse majeure du niveau marin est notamment soulignée à la limite Berriasien-Valanginien. De plus, la crise des organismes calcifiants de l’événement valanginien de Weissert se produit probablement dans un intervalle transgressif.

Une augmentation graduelle de l’humidité est enregistrée dans la région nord-ouest européenne depuis le Berriasien inférieur ; celle-ci atteint son maximum au Berriasien terminal – Valanginien inférieur. Une diminution de l’humidité se produit ensuite dans la partie médiane du Valanginien inférieur, suivie par le renouvellement des conditions humides à la fin du Valanginien inférieur (ces dernières correspondant à l’initiation de l’excursion positive en delta¹³C_carb). Ces variations du cycle hydrologique sont accompagnées d’augmentations du taux de nutriments dans les eaux océaniques, de manière
locale dans un premier temps (au début du Berriasien supérieur), puis de manière plus étendue avec la disparition des barrières et des environnements de lagon (au Berriasien terminal- Valanginien inférieur).

Avec des conditions très humides et une forte hausse du niveau marin, les marges continentales adoptent au Valanginien basal des morphologies de rampes dominées par la houle. Les flux continentaux (apports détritiques et géochimiques, pollens) sont alors plus facilement transportés en direction de l’océan. Les communautés écologiques sont également modifiées : dans les
environnements peu profonds, les organismes photosynthétiques vivant dans des eaux claires et chaudes (photozoaires) sont remplacés par des organismes filtreurs aimant les eaux turbides (hétérozoaires).

Une augmentation en paliers de la pCO2 dans l’atmosphère est considérée comme étant le déclencheur des changements paléo-environnementaux majeurs qui ont mené à l’événement valanginien de Weissert. Deux augmentations peuvent potentiellement être mises en évidence : la première correspond au changement de commuautés écologiques vers des association hétérozoaires, et la seconde concorde avec la disparition générale des organismes calcaires d’eau peu profonde.