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Falaises calcaires d'Etretat en Normandie : un affleurement de craie du Crétacé supérieur (100 Ma à 65,5 Ma).

Pb : Le Crétacé est la période de la craie, une roche sédimentaire formée de l’accumulation des squelettes d'algues microscopiques marines, les coccolithophoridés. Que sait-on du climat qui régnait sur Terre à cette époque et quels arguments permettent de répondre à cette question ?

Une avancée de la mer au-delà de ses limites antérieures est une transgression. Dans une succession sédimentaire, elle est caractérisée par des dépôts marins surmontant des dépôts continentaux.

Un retrait de la mer en deçà de ses limites antérieures est une régression. Dans une succession sédimentaire, elle est caractérisée par des dépôts continentaux surmontant des dépôts marins.

Les célèbres falaises du pays de Caux se sont formées au cours du Crétacé. Il, s'agit d'une série sédimentaire de près de 500m d'épaisseur, en partie érodée à son sommet et principalement constituée par des craies. Ces craies contiennent une certaine proportion d'argile (sédiment d'origine détritique provenant de l'altération des roches du continent). Du bas vers le haut de la série, les craies contiennent de moins en moins d'argile. Les falaises du pays de Caux montrent donc un approfondissement progressif du bassin de sédimentation entre l'Aptien et le Coniacien : le niveau de la mer a donc monté pendant toute cette période.

La transgression généralisée et les ouvertures de bassins océaniques ont crée de nombreuses plate-formes continentales propices à l'accumulation de la craie.

Les rudistes sont des mollusques bivalves qui peuplaient les mers chaudes du Secondaire. Contrairement aux ammonites, leur disparition fut progressive et avait commencé bien avant 65 Ma, très probablement à cause d'un refroidissement global des eaux de surface comme en témoignent les rapports isotopiques de l'oxygène (¹⁸O/¹⁶O) et du carbone (¹³C/¹²C).

Conditions favorables au développement des récifs coralliens : eau chaude (26-28°C), claire et peu profonde (pour l'activité photosynthétique des algues symbiotiques)

Des études paléoclimatiques ont permis de connaître les climats anciens et de préciser les limites des principales zones climatiques à une époque donnée. Grâce au paléomagnétisme, on a pu reconstituer la position des continents au cours du temps. On peut ainsi établir des cartes climatiques du globe à différentes périodes de son histoire.

Les valeurs du delta O18 obtenu à partir des carbonates sont particulièrement basses au Crétacé : cela correspond à une température moyenne de l'eau tropicale aux alentours de 29-30 °C. Au Jurassique (150 Ma), cette température était de 20°C et à l'Eocène (50 Ma), elle n'était plus que de 15°C. Le Crétacé est donc bien une période chaude qui a permis la construction de grandes barrières récifales.

Remarque : les fossiles terrestres apportent aussi des preuves que le Crétacé est une période chaude. Ainsi, des fossiles de palmiers ont été découverts dans des terrains crétacés du Groenland! (cf manuel Bordas p140)

Pb : Peut-on expliquer ce réchauffment global de la planète au Crétacé ?

II- Les facteurs du réchauffement Crétacé

1- L'indice stomatique : une première piste

Manuel Bordas p141

Ces fossiles collectés présentent des empreintes de feuilles, notamment d’une feuille de ginkgo. Le Ginkgo biloba est aujourd'hui un arbre indigène de Chine. Plus largement distribués, ses parents primitifs poussaient au temps des dinosaures il y a 200 Ma. James Basinger, University of Saskatchewan. © 2007, Musée canadien de la nature.

Source : http://www.ginkgo-biloba.fr/arbre.html

Indice stomatique = (nombre de stomates / nombre totale de cellules épidermiques) x 100

Source : http://svt.spip.ac-rouen.fr/IMG/pdf/ece_spe_climats_stomates_ginkgo.pdf

Les études portant sur l'indice stomatique du Ginkgo montrent que l'atmosphère du Crétacé devait être plus riche en CO2 qu'actuellement. L'effet de serre devait donc être plus fort à cette période.

2- Le contexte géodynamique

Manuel Bordas p144-145

Source Lethiers, d'après l'article de E.G. Kaufman et M.B. Hart, 1996, Cretaceous bio-events in O.H. Walliser ed., Global events and events stratigraphy, Springer, Berlin, 285-312.

Extrait du manuel Bordas 2002 SVT spe p72

NB : tephras = fragments de roche solide expulsés dans l’air pendant l’éruption d’un volcan.

Document extrait du manuel Bordas 2012 spe p145

La fragmentation de la Pangée a commencé fin-Trias/début-Jurassique, mais c'est vers la fin du Jurassique, il y a 160 Ma, qu'elle a individualisé les masses continentales que nous connaissons aujourd'hui par l'ouverture de grands domaines océaniques (atlantique nord puis atlantique sud). Les vitesses d'expansion océanique étaient comparables à celles mesurées actuellement dans le Pacifique. De gros volumes de laves ont été émis durant cette période, ce qui a diminué d'autant le volume libre des océans : l'eau a alors débordé sur les continents, expliquant les grandes transgressions à l'origine de la craie.

L’intense activité magmatique des dorsales et des points chauds peut expliquer les forts taux de CO2 à l'origine d'un effet de serre plus important au Crétacé.