Sédiments marins et stratigraphie

De la poussière éolienne aux coquilles de plancton, les matériaux se déposant sur le fond marin forment des dépôts stratifiés dont la composition et la séquence enregistrent l'histoire de l'océan, du climat et de la vie.

Definition

Les sédiments marins sont les particules non consolidées qui s'accumulent sur le fond marin, provenant de sources biologiques, terrestres, chimiques et extraterrestres ; la stratigraphie est l'étude de leur stratification et du registre chronologique qu'elle fournit.

Scope

Ce sujet aborde les principaux types de sédiments marins — terrigènes, biogènes, hydrogènes et cosmogènes —, leurs sources et leur transport, les facteurs régissant leur distribution sur le fond marin, les processus d'accumulation et de diagenèse, ainsi que l'interprétation stratigraphique des dépôts stratifiés des grands fonds marins.

Core questions

• Quels sont les principaux types et sources de sédiments marins ?
• Quels facteurs régissent l'accumulation des différents types de sédiments sur le fond marin ?
• Comment se forment les boues biogènes, et pourquoi leur répartition est-elle limitée par la profondeur et la chimie ?
• Comment le registre sédimentaire stratifié est-il daté et interprété stratigraphiquement ?

Key theories

Provenance et distribution des sédiments

Le type de sédiment reflète l'équilibre entre les apports terrestres, la productivité biologique et la chimie de l'eau de mer ; ainsi, les matériaux terrigènes grossiers dominent les marges, tandis que les argiles fines et les boues biogènes recouvrent les grands fonds marins.

Profondeur de compensation des carbonates

En dessous d'une profondeur où la dissolution dépasse l'apport, les coquilles de carbonate de calcium se dissolvent avant l'enfouissement ; ainsi, les boues calcaires sont confinées aux fonds marins moins profonds, tandis que les dépôts siliceux et argileux dominent les bassins plus profonds.

Mechanisms

Les particules atteignent le fond marin par les rivières et le vent (terrigènes), les restes de plancton qui coulent (biogènes), la précipitation à partir de l'eau de mer (hydrogènes) et l'espace (cosmogènes) ; leur distribution dépend de l'apport, de la productivité et de la dissolution. Les coquilles calcaires se dissolvent en dessous de la profondeur de compensation des carbonates, et les couches accumulées sont progressivement compactées et altérées chimiquement lors de l'enfouissement.

Clinical relevance

Les sédiments marins abritent des ressources en hydrocarbures et en minéraux, enregistrent les aléas sous-marins tels que les courants de turbidité, et préservent les archives microfossiles et géochimiques qui sous-tendent les reconstitutions des climats et des conditions océaniques passés.

History

La classification des sédiments des grands fonds marins remonte aux analyses de John Murray sur les échantillons de l'expédition du Challenger à la fin du XIXe siècle ; le carottage et les forages océaniques scientifiques du XXe siècle ont affiné la compréhension de la distribution des sédiments, de la profondeur de compensation des carbonates et de la stratigraphie des grands fonds marins.

Key figures

• John Murray
• Wolfgang Berger
• Eugen Seibold

Seminal works

• seiboldBerger2017
• kennett1982

Frequently asked questions

Qu'est-ce qu'une boue des grands fonds marins ?

Une boue est un sédiment fin des grands fonds marins, composé en grande partie des coquilles microscopiques de plancton, classée comme calcaire ou siliceuse selon que ces coquilles sont en carbonate de calcium ou en silice.

Pourquoi y a-t-il peu de carbonate de calcium dans les océans les plus profonds ?

En dessous de la profondeur de compensation des carbonates, l'eau de mer dissout le carbonate de calcium plus rapidement qu'il n'arrive ; ainsi, les coquilles carbonatées se dissolvent avant de pouvoir s'accumuler, laissant à la place des argiles et des restes siliceux.