Changements hydrologiques et environnementaux à la limite Paléocène-Éocène dans la zone du Cap d’Ailly (Seine Maritime).

Sylvain GAREL (1, 2, 3, 4, 5), Johann SCHNYDER (1), Jérémy JACOB (2, 3, 4), Mohammed BOUSSAFIR (2, 3, 4), Christian DUPUIS (6), Claude LE MILBEAU (2, 3, 4), François BAUDIN (1), et Florence QUESNEL (5)

(1) UPMC Univ Paris 06 et CNRS, UMR 7193 ISTeP, 4 place Jussieu, 75005 Paris, France.
(2) Université d’Orléans, ISTO, UMR 7327, 45071, Orléans, France.
(3) CNRS/INSU, ISTO, UMR 7327, 45071 Orléans, France.
(4) BRGM, ISTO, UMR 7327, BP 36009, 45060 Orléans, France.
(5) BRGM (French Geological Survey), Geology Department, Regolith & Reservoir Unit, 45060 Orleans Cedex 2, France.
(6) UMONS, GFA, rue de Houdain 9, B-7000 Mons, Belgium

Résumé :

Le Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM, 55.8 Ma) est considéré comme l’un des réchauffements les plus rapides de l’ère Cénozoïque avec une augmentation des températures de 4 à 8 °C en 20 ka. Le PETM est caractérisé, dans les sédiments continentaux et marins, par une Excursion Isotopique du Carbone (CIE). Les conséquences du PETM sur les environnements continentaux sont encore peu documentées. Ceci limite notre compréhension de l’impact d’un tel changement climatique sur les continents et leurs écosystèmes.
Cette étude se focalise sur la carotte du Phare d’Ailly prélevée dans le bassin de Dieppe (Seine-Maritime), une zone où le PETM est avéré dans plusieurs coupes de par la présence de la CIE et de l’acmé à dinoflagellés Apectodinium. Cette carotte présente 9 m de sédiments continentaux et lagunaires riches en matière organique typiques des faciès du ‘’Sparnacien’’ (Paléocène terminal – Eocène basal) qui peuvent être divisés en quatre unités : une unité inférieure constituée de dépôts fluviatiles, lacustres et marécageux ; deux unités de sables et argiles lagunaires riches en débris de coquilles séparées par quelques centimètres de dépôts marécageux ; et une unité supérieure constituée d’argile marine riche en glauconie.
Des analyses géochimiques globales, de palynofaciès et isotopiques ont montré que la limite Paléocène-Eocène est située dans les dépôts marécageux de la base. Celle-ci coïncide avec (i) une augmentation de la concentration en algues d’eau douce Pediastrum, caractéristique d’une eutrophisation du milieu, (ii) une baisse du δD de biomarqueurs de végétaux indiquant un climat plus humide et (iii) un déclin des gymnospermes et des ptéridophytes indiqué par les biomarqueurs moléculaires (diterpènes et fernènes, respectivement). Ces résultats sont en accord avec ceux obtenus sur la coupe de Vasterival (Bassin de Dieppe, Seine Maritime), située à quelques kilomètres et présentant des dépôts marécageux semblables.
Dans la première unité lagunaire, les concentrations et le δD de biomarqueurs moléculaires indiquent un climat relativement sec à la base, devenant plus humide vers le sommet de l’unité. Celle-ci montre aussi des pics d’abondances relatives en dinoflagellés (jusqu’à 28 %) indiquant des apports importants en nutriments. La deuxième unité lagunaire est caractérisée par le retour à un climat relativement plus humide et parfois marqué par des précipitations violentes comme l’indique la forte proportion de Pediastrum dans certains de ces niveaux. Enfin, l’unité marine montre de faibles concentrations en dinoflagellés et semble caractérisée par un climat relativement plus sec.