Les variations du niveau de la mer

I. mise en évidence de variations du niveau de la mer dans le passé

1. Des indices des variations du niveau des mers

La nature et la granulométrie des sédiments

Les variations du niveau marin sont enregistrées dans les formations sédimentaires. En effet, ces variations se déroulent sous forme de cycles comportant trois phases :

- une phase de transgression durant laquelle la mer envahit les continents émergés (en cours d’érosion),

- une phase de sédimentation  durant laquelle s’effectuent les dépôts sédimentaires marins.

- une phase de régression pendant laquelle la mer se retire.

La nature des dépôts sédimentaires et la granulométrie permettent d’estimer la profondeur des fonds marins et ainsi de repérer l’évolution du niveau de la mer (une transgression est marquée par une succession de roche de moins en moins détritiques du bas vers le haut et surmontée de niveaux calcaires ; c’est l’inverse pour une régression).

Les traces d’anciennes lignes de rivages

Des traces d’anciens cordons littoraux ou d’anciennes falaises indiquent pour une période de temps donnée les positions des lignes de rivage.

Les traces laissées par les êtres vivants

Les coraux vivants en symbiose avec les algues sont tributaires du niveau marin (ils doivent rester en surface pour être exposé à la lumière). Quand le niveau de la mer monte, les coraux se développent à la verticale et suivent le mouvement de l’eau. On peut ainsi, en datant les récifs coralliens, dater les variations du niveau marin.

Certains êtres vivants aquatiques vivent dans des conditions de profondeur précises. La découverte de leurs fossiles dans les sédiments permet donc de retrouver la profondeur de la mer à l’époque de leur dépôt.

Faciès paléontologique Fossile caractéristique d’un milieu de vie particulier	Informations sur le milieu de sédimentation
Algues : dasycladale, udothéacées, rhodophytes	Milieu marin peu profond , zone littorale
Ammonites	Milieu marin, variable selon les ammonites
Bivalves à byssus	Vie fixée sur des rochers
Bivalves à siphon	Vie fouisseuse dans des vasières ou du sable
brachiopodes	Milieu marin, en général plate-forme continentale, faible profondeur
Coquilles épaisses	Eaux chaudes
Coquilles minces	Eaux froides
Foraminifères	Milieu marin, variable selon les foraminifères
radiolaires	Milieu marin, parfois de grande profondeur

2. Des variations du niveau de la mer au Quaternaire

Les dépôts sédimentaires datés du Quaternaire indiquent les variations du niveau des mers se sont effectuées sur des durées de l’ordre de 10 000 ans à 100 000 ans avec une variation d’amplitude de l’ordre de la dizaine de mètres soit une vitesse de variation du niveau marin de 0,1 cm/an.

3.   des variations du niveau de la mer à plus grande échelle de temps

Les indices géologiques indiquent aussi des variations du niveau de la mer à plus grande échelle. Elles durent alors plusieurs dizaines de millions d’années et ont une amplitude de l’ordre de la centaine de mètres soit une vitesse de variation de 0,001 cm/an.

Par exemple, le Crétacé supérieur a été marqué par une forte transgression de sorte que 26% des surfaces continentales actuelles étaient recouvertes d’eau ( la France était presque totalement envahie par la mer) soit une élévation de plusieurs centaines de mètres du niveau de la mer.

II. les causes des variations des niveaux marins

Les variations du niveau de la mer à l’échelle mondiale sont contrôlées par les variations du volume d’eau dans les bassins océaniques. On considère que le volume global de l’eau sous toutes ses formes  (vapeur, glace, liquide) est resté constant depuis 200 millions d’années à la surface terrestre.

Plusieurs causes de variations de ce volume sont évoquées :

1. Des variations d’origine climatique

La dilatation thermique de l ‘eau

Lorsque la température augmente, l’eau se dilate, ce qui augmente le volume qu’elle occupe. Cette dilatation thermique de l’eau permet d’expliquer des variations rapides (10 à 20 cm/siècle). Elle  permet d’expliquer en partie les variations du quaternaire.

La formation et la destruction des calottes polaires

La formation et la destruction des calottes glaciaires se produisent lorsque la température varie suffisamment pour permettre une modification des échanges entre l’eau liquide et la glace.

La fonte des glaces se produit sur des périodes de temps de 10 000 à 100 000 ans avec une vitesse de variation de l’ordre de 0,1 à 1 cm/an avec une amplitude de variation qui peut atteindre la centaine de mètre. Ce phénomène, rapide et de forte amplitude, peut expliquer certaines variations eustatiques du quaternaire.

2. Des variations d’origine tectonique

La variation du volume des bassins océaniques est contrôlée par les variations du taux d’accrétion des dorsales liée à l’activité de convection plus ou moins intense du manteau :

- lorsque l’accrétion est importante, le volume de la dorsale augmente. Le volume global du bassin océanique diminue et donc le niveau de l’eau augmente (il y a transgression).

- Lorsque l’accrétion diminue, le volume de la dorsale diminue (par altération). Le volume global du bassin océanique augmente et  le niveau de l’eau diminue (il y a régression).

Ce phénomène entraîne des variations lentes du niveau des mers mais avec une forte amplitude (plusieurs centaines de mètres en une dizaine de millions d’années), ce qui pourrait expliquer la transgression importante du crétacé supérieur, période de forte accrétion au niveau des dorsales océaniques.

 

III. Le niveau eustatique actuel et les prévisions pour le futur

 

Depuis une centaine d’années environ, des appareils de mesure, les marégraphes enregistrent des informations en continu. Ils sont principalement situés au niveau des côtes américaines et européennes. Ces instruments ont relevé une augmentation du niveau moyen des mers d’environ 15cm. Cette augmentation, bien que sans doute surestimée de par leur localisation sur les côtes où la température est plus élevée, est essentiellement attribuée par les spécialistes au réchauffement climatique de la planète.

De nombreuses études sont donc réalisées afin de prévoir les conséquences géographiques de l’augmentation du niveau de la mer dans les années futures qui devrait atteindre selon les estimations de 0,09 à 0,88 mm/an d’ici 2100.