Sapropèle

Les sapropèles sont des niveaux noirs souvent retrouvés dans les carottes sédimentaires de la mer Méditerranée. Ces niveaux sont généralement d'une épaisseur supérieure à 1 cm et sont composés de plus de 1% de matière organique (Berthoux, 1993 ; Thomson et al., 1995 ; Cramp & O'Sullivan, 1999 ; Löwermark et al., 2006).

En Méditerranée, 12 sapropèles se seraient déposés au cours des derniers 400 ka BP (Thomson et al., 1995). Bien que les processus responsables du dépôt de ces niveaux soient encore débattus, trois conditions majeures ressortent :

• Un changement dans la dynamique de la colonne d'eau induisant une stratification (Thomson et al., 1995 ; Rossignol-Stick & Paterne, 1999 ; Löwermark et al., 2006).
• Cette stratification est accompagnée d’une diminution, voire d’un arrêt, de la production d’eau de fond, entrainant une anoxie du fond (Rohling, 1991 ; Thomson et al., 1995 ; Rossignol-Stick & Paterne, 1999 ; Löwermark et al., 2006).
• En parallèle de ce phénomène, la productivité de surface de la Méditerranée augmente, provoquant un important apport de matière organique sur le fond (Rohling, 1991 ; Thomson et al., 1995 ; Rossignol-Stick & Paterne, 1999 ; Emeis et al., 2000 ; Löwermark et al., 2006).

La plupart des périodes de formation des sapropèles correspondent à des phases de réchauffement climatique. De plus, la stratification de la colonne d’eau est expliquée par des apports fluviaux à grande échelle. Une arrivée d’eau de pluie importante sur le continent africain par les moussons augmente les apports du Nil (Cramp & O’Sullivan, 1997).

Ces moussons particulières sont dues à une réponse du climat suite à des changements dans le cycle orbital de la Terre (Cramp & O’Sullivan, 1997 ; Larrasoaña et al., 2005). En effet, la redondance des sapropèles permet de lier les enregistrements sédimentaires aux courbes astronomiques (Larrasoaña et al., 2005). Ainsi, les sapropèles résultent de l’intensification des moussons induite par une augmentation des insolations estivales. Ces-dernières augmentent avec les minima de précession, tous les 21 ka environ (Rohling, 1991).

Les apports d’eau douce par le Nil provoqués par ces moussons entraînent la mise en place d’un « couvercle » d’eau douce sur la Méditerranée. Ce phénomène ralentit, voire bloque, la formation d’eau de fond et donc le renouvellement de l’oxygène profond (Cramp & O’Sullivan, 1997). Les organismes benthiques consomment alors tout l’oxygène présent et une anoxie du fond se met en place. Ce processus est responsable de la mort de toute la faune benthique.

En parallèle, les nutriments apportés par le Nil entrainent une prolifération des organismes planctoniques qui vont venir s’accumuler en grand nombre sur le fond. Ne pouvant être oxydée, la matière organique ainsi formée va s’enregistrer dans les sédiments sous la forme de dépôts très sombres, noirs à grisâtres : les sapropèles.

Toutefois, certains niveaux sapropéliques ne sont pas observables, tel le sapropèle 2 (S2), encore débattu. Cela s’explique par la mise en place d’un front d’oxygénation en profondeur. Lors de la ré-oxygénation du fond après les épisodes sapropèles, il arrive que le front d’oxydation vienne oxyder les dépôts réduits. Ce phénomène peut se produire jusqu’à 200 ka après le dépôt du sapropèle par l’action des bactéries. Le sapropèle se reconnait alors par la signature géochimique qu’il laisse derrière lui (Thomson et al., 1995 ; Rossignol-Stick M. & Paterne M., 1999 ; Emeis et al., 2000 ; Larrasoaña et al., 2005 ; Ducassou, 2006).