CÉNOZOÏQUE

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Circulation océanique et climats

L'océan mondial, régulateur du climat

La configuration actuelle de la circulation océanique (cf. océans) est le résultat de trois événements d'origine tectonique. C'est d'abord le rifting entre la Norvège et le Groenland, à la fin du Paléocène (55,5 Ma), qui a permis l'ouverture du passage peu profond (détroit de Fram, à l'est du Groenland) entre les océans Nord-Atlantique et Arctique. C'est ensuite l'isolement de l'Antarctique qui a permis l'établissement progressif du courant circumpolaire (effectif à partir 25-23 Ma), à la suite de l'élargissement du passage entre ce continent et l'Afrique du Sud après l'Éocène récent (33,7 Ma). La calotte glaciaire de l'ouest de l'Antarctique a commencé à croître à partir de cette période, en fonction du refroidissement progressif du continent. La calotte de l'est de l'Antarctique est plus récente, datée à 14 Ma. Enfin, la fermeture de l'isthme de Panamá (4-3,5 Ma) a eu pour conséquence la formation du Gulf Stream qui a permis d'intensifier l'apport d'eau chaude vers les hautes latitudes nord, d'y accroître l'humidité, favorisant ainsi les précipitations et, donc, la croissance de la calotte glaciaire arctique, et conduisant ainsi à l'« âge glaciaire » (2,8 Ma). Avant la fermeture de cet isthme, durant le Pliocène ancien, les climats étaient chauds, en particulier dans l'hémisphère Nord. Par exemple, le sud de l'Angleterre bénéficiait d'un climat quasi subtropical comme le montrent les pollens fossiles.

Le tapis roulant océanique semble être régi par les facteurs qui contrôlent la densité des eaux nord-atlantiques de surface en hautes latitudes.Ces changements de densité ont induit des variations climatiques abruptes et globales durant le Pléistocène récent qui sont enregistrées dans les sédiments, comme, par exemple, les événements de Heinrich (liés à la fonte d'icebergs causée par des réchauffements soudains et rapides au cours des derniers 800 000 ans) ou de Dansgaard-Oeschger (refroidissements périodiques intenses au cours des derniers 110 000 ans). Le réchauffement global actuel pourrait entraîner une modification du tapis roulant océanique et un changement climatique rapide (dont un refroidissement notable de l'Europe).

De la Téthys à la mer Méditerranée

La Téthys, principal océan du Mésozoïque, a perdu peu à peu son rôle dominant au cours du Cénozoïque, au profit des océans Atlantique et Indien. Elle assura toutefois une communication entre les deux océans durant la majeure partie de cette ère, d'abord sous forme d'océan profond (au Paléocène) puis, sous forme de mer de plus en plus restreinte. De plus, elle fut temporairement (durant l'Éocène) en communication avec l'océan Arctique par l'intermédiaire du détroit du Turgaï. Ainsi, à l'Éocène, l'Europe était une île baignée par la Téthys à l'est, l'océan Atlantique (et temporairement la mer du Nord) à l'ouest et l'océan Arctique au nord-ouest. Les marges de la Téthys étaient de vastes plates-formes peu profondes qui favorisaient une sédimentation biogénique calcaire (calcaires à nummulites de Gizeh en Égypte ; pierre à liards du bassin de Paris), alors que les zones profondes recevaient les turbidites et flysch qui constitueront les Alpes. La fermeture progressive du passage entre l'Inde et l'Asie, au cours de l'Éocène, a aussi progressivement restreint la circulation océanique est-ouest par la Téthys, mais ce n'est qu'une fois la jonction entre l'Afrique et l'Asie (montagnes du Zagros) achevée (vers 18 Ma) que les communications entre l'Atlantique et l'océan Indien furent irrémédiablement interrompues malgré des connexions marines brèves entre 14 et 13 Ma. À partir de l'Oligocène, la mer téthysienne s'est différenciée en deux régions. L'une, localisée à l'est des Alpes et au nord des Balkans, formait un vaste golfe en croissant englobant les régions de la mer Noire et de la mer Caspienne. Appelée Paratéthys, cette mer, peu profonde et caractérisée par un endémisme très marqué témoignant de son isolement de l'océan global, se fermera progressivement à l'est durant le Miocène. L'autre région, au sud et à l'ouest des Alpes, deviendra la mer Méditerranée après ~ 14 Ma. Cette dernière se transformera en mer presque fermée, l'actuelle mer Méditerranée, après que le soulèvement tectonique du détroit de Gibraltar (actuellement profond de quelque 300 m), il y a environ 1 million d'années, eut conduit à l'isolement de ses eaux profondes de celles de l'Atlantique nord. La Méditerranée a subi un événement extraordinaire au Miocène récent (Messinien ; entre 5,5 et 5 Ma). Isolée de l'océan mondial, elle s'assécha en moins de 500 000 ans, comme en témoignent d'importants dépôts d'évaporites (sel marin, gypse) sur des épaisseurs de plusieurs kilomètres ainsi qu'une extraordinaire érosion des fleuves qui s'y jetaient. Le Nil et le Rhône ont simultanément surcreusé leurs lits en canyons profonds qui ont été rapidement remplis de sédiments lors de la transgression Pliocène. Ainsi, le canyon du Nil, enseveli sous 2 500 mètres de sédiments post-miocènes au niveau du Caire, remonte au moins jusqu'à Assouan ; celui du Rhône, jusqu'aux environs de Lyon. Les défilés de Cruas-Meysse et de Donzère, qui ferment au nord et au sud le bassin de Montélimar, sont également les témoins de ce creusement lié à la crise messinienne. Contrairement à ce que l'on a longtemps pensé, cette crise n'est pas liée à des variations eustatiques (globales) du niveau marin, dont les effets se seraient fait sentir au protoseuil de Gibraltar, mais à des phénomènes tectoniques.

Régimes climatiques anciens

Le climat de la Terre durant le passé lointain est difficile à reconstituer. Les fossiles de plantes et d'animaux, les propriétés chimiques des roches sédimentaires (rapport entre deux isotopes stables d'un même élément, rapport entre deux éléments comme Mg/Ca) et la sédimentologie livrent de précieux renseignements permettant de reconstituer les climats globaux. La température moyenne de la Terre a considérablement changé au cours du Cénozoïque (fig. 2). Ainsi les climats de l'Éocène ancien étaient-ils chauds, avec des températures semblables à celle d'aujourd'hui dans les mers tropicales mais avec des températures beaucoup plus élevées qu'aujourd'hui en haute latitude. Par exemple, on trouve à l'île d'Ellesmere (Canada), située alors comme aujourd'hui (770 N.), des fossiles d'alligators, de lézards, de tortues, de lémurs et autres primates. Ces animaux vivaient dans une forêt de Metasequoi [...]

Cénozoïque : grands événements

Dessin : Cénozoïque : grands événements

Les grandes étapes de l'histoire de la Terre et de la vie au cours du Cénozoïque. (source : la température moyenne des océans d'après Zachos et al., « Science », vol. 302, 2003 ; variations du niveau des océans d'après Miller et al., « Science », vol. 310, 2005). 

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Cénozoïque : échelle stratigraphique

Cénozoïque : échelle stratigraphique
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Cénozoïque : provinces magmatiques

Cénozoïque : provinces magmatiques
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Cénozoïque : grands événements

Cénozoïque : grands événements
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Cénozoïque : cratères d'impact

Cénozoïque : cratères d'impact
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Écrit par :

  • : professeur à Rutgers University, New Brunswick, New Jersey (États-Unis)

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Pour citer l’article

Marie-Pierre AUBRY, « CÉNOZOÏQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 03 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/cenozoique/