Couches de sapropèle marquées par une couleur foncée et lamination par la une meilleure préservation de matière organique et manque de bioturbation © Paolo Montagna

Méditerranée : Crise de la circulation d’eaux profondes dans le passé

Explorations

La Mer Méditerranée est actuellement bien oxygénée grâce à la formation active des eaux profondes en hiver par mélange vertical, qui contribue au maintien de la biodiversité. Les projections pour 2100 indiquent un réchauffement des eaux de la Méditerranée qui pourrait entraîner une stratification des eaux de surface et une diminution du mélange vertical hivernal. Même si cet effet pourrait être partiellement compensé par une réduction de la précipitation annuelle sur la région Méditerranéenne, une circulation plus stagnante pourrait se mettre en place à la fin du siècle. D’autant que ce phénomène pourrait être amplifié par la fonte des glace du Groenland dont la dynamique est encore mal connue. En effet, l’entrée d’eaux moins salées de l’Atlantique en Méditerranée par le Détroit de Gibraltar pourrait contribuer au ralentissement de la circulation marine en Méditerrané.

Dans son histoire, la Méditerranée a subi plusieurs épisodes extrêmes de circulation stagnante à cause notamment de l’apport massif d’eau douce du Nil et des eaux de fonte des glaces du Groenland. Les conséquences de ce phénomène sont multiples et ont conduit à la mise en place d’eaux profondes très faiblement oxygénées, provoquant la disparition de certains organismes benthiques et la formation de couches noires riches en matière organique dans les sédiments marins appelées « sapropèles ». Le plus récent de ces épisodes, le S1, s’est déroulé entre environ 11 000 et 6 000 ans. Les dépôts de S1 sont omniprésents dans le bassin oriental profond alors qu’ils sont absents dans le bassin occidental.

La combinaison d’indicateurs géochimiques et micropaléontologiques analysés sur les sédiments marins a permis de caractériser les états de circulation des eaux en Méditerranée avant, pendant et après le dépôt des couches de S1. Nos résultats montrent que l’apport excessif d’eau douce aurait réduit la formation d’eau intermédiaire ou profonde dans le bassin oriental et ce de fait provoqué une diminution des échanges d’eau entre les bassins oriental et occidental, isolant ainsi la Méditerranée orientale. Le bassin occidental serait resté relativement oxygéné, ce qui explique l’absence de ces dépôts S1 dans ce bassin. Les conditions de faible oxygénation en Méditerranée orientale auraient aussi eu pour conséquence une diminution de la biodiversité des eaux profondes et des sédiments. Une telle crise de circulation pourrait-elle se produire dans un futur proche ? Pour répondre à cette question, nous développons une stratégie de comparaison des reconstructions paléocéanographiques et des résultats de la modélisation régionale simulant la convection à fine échelle, afin de mieux comprendre la sensibilité de la circulation en Mer Méditerranée aux perturbations hydrologiques en cours.

Auteures et auteurs

Kazuyo Tachikawa1, Laurence Vidal1 Paolo Montagna2, Eric Douville3 et Christophe Colin4
Coordination PaleoMeX :  Marie-Alexandrine Sicre

  • 1. a. b. Université d’Aix Marseille, CNRS, IRD, INRAE, Collège de France, CEREGE
  • 2. Institute of Polar Sciences (ISP-CNR), Bologne
  • 3. Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE)
  • 4. Université Paris-Saclay, CNRS, GEOPS
Couches de sapropèle marquées par une couleur foncée et lamination par la une meilleure préservation de matière organique et manque de bioturbation © Paolo Montagna
© Kazuyo Tachikawa

légende

Schéma de la coupe de la Méditerranée indiquant les sources d’eau douce majeures qui ont contribué à une forte stratification
de la colonne d’eau dans le bassin oriental en relation avec la formation de sapropèle (à gauche).
 Profil vertical de la concentration en oxygène dissous qui atteint l'état atoxique en profondeur à cause de la réduction de ventilation au moment de sapropèle (à droite).

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Au sein du programme MISTRALS, plus de 1000 scientifiques de 23 pays ont étudié l’environnement et les changements globaux dans et autour de la mer Méditerranée, et publié plus de 1500 articles scientifiques. Coordonné par le CNRS, Mistrals est un programme commun entre l’Ademe, le CEA, l’Ifremer, INRAE, l’IRD et Météo-France.  Retrouvez ici d'autres articles illustrant de ce grand programme. Lancé le 10 mars 2010, le programme de recherche Mistrals est arrivé à son terme. Retrouvez ici quelques articles illustrant ce grand programme.