2 - Description des paléosols terrestres et aquatiques

SOMMAIRE 2.2 - Des paléosols aquatiques au climat L'analyse isotopique de particules carbonées de phytoplancton, retrouvées dans les sédiments océaniques du Pliocène inférieur, il y a quelques 4,5 Ma (Zancléen), implique de fortes concentrations de dioxyde de carbone. Des estimations, entre 365 et 415 ppm, indiquent un processus établi de réchauffement (Rapp, 2014). Par ailleurs, la variation du rapport 18O/16O des isotopes de l'oxygène (stades isotopiques de l'oxygène), mesurée dans des carottes océaniques de calcite généré par des foraminifères, soit cette fois du zooplancton, confirme différentes phases climatiques à partir de la fin du Plaisancien. Le niveau des eaux oscillant entre les périodes interglaciaires, au climat tempéré, et glaciaires, au climat froid, la stratigraphie de ces sédiments marins permet objectivement de déduire un écosystème. Ainsi, le rapport 18O/16O, augmentant légèrement entre 3 et 2,4 Ma, indique un processus de glaciation particulièrement lent. A l'inverse, la chute du rapport, soit des foraminifères, à partir de 2,4 Ma, marque un franchissement glaciaire. Les glaciers relevant de la solidification des eaux, c'est-à-dire autant de leur évaporation que de leur condensation, leur niveau baisse proportionnellement, avec pour corollaire une diminution planctonique (Duplessy, 1985). Aussi, au large de l'Irlande, les sédiments de l'océan Atlantique, constitués de débris de roches érosives, témoignent de la dérive de plaques de glace. Aussi, il y a au-moins 2,8 Ma (Plaisancien), soit au Pliocène supérieur, l'isthme de Panama se crée par l'amoncellement de sédiments entre les îles jusqu'en Amérique du Nord, renversant les courants océaniques poussés par les alizés (vents dominants tropicaux). La formation d'un courant océanique chaud de surface, le Gulf Stream, dans une zone située à l'est de la Floride (T° entre 24 et 28°C), se diluant au large des côtes du Groenland, contribue alors à augmenter la vapeur en Arctique. Celle-ci se transformant en neige, puis en glace, participe progressivement à l'extension massive des glaces et à la diffusion d'un grand rafraîchissement. C'est donc par une augmentation de l'humidité de l'air que le Gulf Stream produit l'englacement progressif de l'hémisphère nord (Haug et Tiedemann, 1998 ; Duplessy et al, 2013). Dès le Plio-Pléistocène, les cours d'eau, cycliquement englacés, sculptent progressivement la roche, creusant des sillons toujours plus vastes. Le flux des rivières modelant les alluvions (sédimentation) et sculptant parfois même les roches dures du substratum (érosion)… Cet effet érosif se renforce encore par le soulèvement de l'écorce terrestre, plus fort en montagne que dans les plaines. Ainsi, dans le massif du Jura, les reliefs des vallées, relevant des sédiments charriés par les eaux, montrent un enfoncement du lit des rivières entre des dizaines et même des centaines de mètres (Macaire, 1985). Dans les chaînes alpines, des changements d'écoulement fluviaux, tels que les détournements vers le Rhin, sont également constatés. Les vallées caractérisées par des terrasses fluviatiles, aux abords étagés (terrasses récentes) et même emboités (terrasses plus anciennes) témoignent encore de ces variations climatiques. Ainsi, la formation de la vallée du haut Rhin, avec celle de névés sur les hauts plateaux schaffhousois, d'où s'échappent des eaux de fonte, engendre des langues glaciaires et des moraines sur les pentes Nord, Nord-Est (Hantke, 1985). De façon générale, les terrasses fluviatiles se distinguent selon la situation géographique, avec les climatiques, d'un côté, et les eustatiques, de l'autre (Clozier, 1955 ; Macaire, 1985 ; Stokes et Mather, 2000). Situées dans les terres, les premières amoncellent des alluvions par l'érosion diverse des phases glaciaires (glace, vent, eau). Situées sur le littoral, les secondes construisent des remblaiements alluviaux par l'érosion hydrique, soit la baisse et la hausse du niveau marin, suivant les phases glaciaires et interglaciaires.