Une petite histoire de sédiments dans le Bight Basin australien au début du Crétacé supérieur

Véritables archives géologiques, les sédiments permettent de reconstruire les conditions environnementales et géodynamiques qui régnaient au moment de leur dépôt. L’analyse des séquences sédimentaires dans le Bight Basin, au sud de l’Australie, a ainsi permis de comprendre les conditions climatiques et d’altération dominant cette région au début du Crétacé supérieur.

Le Crétacé, une période marquée par l’ouverture accélérée de nouveaux océans

Le Crétacé représente une période bien particulière du point de vue tectonique. À la suite de la fracturation du supercontinent Gondwana, c’est en effet à cette époque que s’ouvrent, de manière accélérée, les différents océans que nous connaissons aujourd’hui. Cette production rapide de croûte océanique au niveau de plusieurs dorsales sur le globe aurait entrainé une augmentation notable des taux de CO₂ atmosphériques, en lien avec l’intense activité magmatique associée au processus. Les périodes de l’Aptien au Cénomanien (125 à 93 millions d’années) sont ainsi marquées par une augmentation progressive des températures de surface et de l’océan, jusqu’à atteindre un maximum thermique durant la période Cénomanien-Santonien (93,5 à 83,5 millions d’années).

Séparation de l’Australie et de l’Antarctique

Cette période marque justement la phase d’ouverture continentale entre l’Australie et l’Antarctique. Débuté au Jurassique moyen, la formation de ces marges continentales a mené progressivement au développement de plusieurs bassins, dont le Bight Basin qui caractérise aujourd’hui la côte sud-australienne. Durant 62 millions d’années, du début du Crétacé jusqu’au Turonien, ce grand bassin va se remplir d’une importante quantité de sédiments issus du continent et transportés par les rivières jusque dans cette dépression qui marque alors la limite naissante entre deux nouveaux continents. La phase de subsidence en lien avec la rupture continentale, il y a environ 94 à 83 millions d’années, s’accompagne de l’invasion de la mer et du début d’une sédimentation marine. Cette période qui marque la fin du rifting est donc marquée dans cette région du sud de l’Australie par d’importants changements environnementaux, tant géodynamiques que climatiques.

Afin de mieux contraindre les conditions climatiques dans cette région et durant cette période charnière qu’est l’ouverture d’un nouvel océan, une équipe menée par Thomas Munier de l’ISTeP a entrepris d’analyser les séquences sédimentaires obtenues au niveau d’un forage IODP réalisé dans le Bight Basin, et plus précisément dans la partie profonde du delta de Ceduna.

Carte présentant la situation de l’Australie et de l’Antarctique au Turonien (environ 90 millions d’années). Les sédiments étudiés proviennent du forage U1512, représenté par une étoile © Munier et al. 2023, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.

Un climat stable mais des variations dans les conditions de dépôt

L’analyse des sédiments d’âge Turonien-Santonien montre qu’il s’agit principalement d’argiles produites vraisemblablement par l’altération chimique des roches formant la Cordillère est-australienne, une longue chaîne de montagne située dans l’est du continent. Les faibles variations au sein du dépôt sur l’ensemble de la période étudiée suggèrent des conditions climatiques stables durant près de 10 millions d’années. De plus, la dominance des smectites sur les autres espèces d’argiles indiquent que le climat était plutôt chaud à tempéré et peu humide durant cet intervalle de temps. Ces résultats ont été publiés dans la revue Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.

L’analyse révèle cependant que certains changements sont intervenus durant cette période, notamment dans les conditions d’altération chimique des roches. Alors que l’altération était forte au début du Turonien et les dépôts de sédiments issus de ce processus importants dans le delta, l’apport semble avoir diminué par la suite, pour être en partie remplacé par une sédimentation plus grossière. Cette période correspond à une chute du niveau marin. Le site étudié se serait alors retrouvé dans un environnement moins profond, dans une zone désormais dominée par l’apport détritique des rivières.

Brève rédigée par Morgane Gillard

Pour en savoir plus : Thomas Munier, Laurent Riquier, Sidonie Révillon, Hans-Jürgen Brumsack, Christian Hasler, Omar Boudouma, François Baudin, Climatic and weathering conditions in southern high latitudes during the Turonian-Santonian interval: New insights from IODP Site U1512 (Bight Basin, Southern Australia), Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, Volume 613, 2023, 111413, ISSN 0031-0182, https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2023.111413