SUBSIDENCE, géologie

La subsidence (du latin subsidere, s'enfoncer) est un affaissement de la surface de la croûte terrestre sous l'effet d'une charge qui vient s'ajouter soit au-dessus de la croûte (eau, sédiments, volcan, calotte glaciaire, chaîne de montagnes, plaque lithosphérique...), soit à l'intérieur de celle-ci (changement de phase par métamorphisme), soit au-dessous (matériel mantellique lourd). Ce mouvement vertical vers le bas (négatif) et le mouvement antagoniste de soulèvement (positif) ont pour cause le rétablissement de l'équilibre isostatique de la lithosphère par fluage latéral de matériel mantellique (cf. gravimétrie, lithosphère, terre).

La subsidence a d'abord été connue en surface par la géologie des bassins sédimentaires. En effet, les conséquences de la subsidence sont particulièrement apparentes dans les régions où se sont accumulées de grandes épaisseurs de sédiments sous une faible tranche d'eau durant l'enfoncement du fond du bassin, et non par un comblement progressif d'une dépression préexistante. Le terme de subsidence a été employé par Léonce Élie de Beaumont en 1848 à propos du Jurassique du bassin de Paris, mais c'est Pierre Pruvost (1930) qui a montré l'importance du phénomène à propos de l'étude des bassins houillers. L'intérêt économique des bassins sédimentaires, du fait de leurs ressources énergétiques fossiles, a conduit à développer l'acquisition de données en profondeur par les forages et les techniques géophysiques. Cet apport de données a permis d'étendre la connaissance du phénomène de subsidence horizontalement, à l'échelle du bassin ou de la marge, et verticalement, à l'échelle de la lithosphère.

Les lieux de la subsidence

La subsidence peut s'observer dans des contextes très variés, puisqu'elle régit l'accroissement de la profondeur de la lithosphère océanique par refroidissement, et que 70 p. 100 de la surface de la croûte continentale est recouverte de plus de 2 kilomètres de sédiments. L'épaisseur des sédiments peut dépasser 15 kilomètres, mais, si la sédimentation amplifie la subsidence, elle n'en est pas le moteur : le poids des sédiments ne correspond en effet qu'à 60 à 75 p. 100 de la subsidence « totale » observée, les 25 à 40 p. 100 restants ayant une autre origine. La structure finale d'un bassin est le résultat de l'action de mécanismes initiateurs créant la dépression et de la réaction de la lithosphère à la surcharge sédimentaire.

Une première famille de mécanismes initiateurs (« externes » à la lithosphère) est liée à la rigidité de la lithosphère. Par opposition au modèle d'isostasie « locale » (de type Airy, c'est-à-dire pour une rigidité lithosphérique considérée comme nulle), la plaque lithosphérique rigide répond à une contrainte ou à une charge par une déformation « régionale » (exemple des volcans d'Hawaii provoquant une dépression en cuvette et un bombement périphérique ; cf. lithosphère, fig. 3 ;gravimétrie). La plaque subit une flexure sous l'effet d'une contrainte compressive et/ou d'une charge supracrustale dans les marges continentales de convergence et après collision dans les bassins d'avant-pays de chaînes de montagnes (cf. montagnes [typologie],marges continentales). La dépression ainsi initiée par flexuration est amplifiée par le dépôt de sédiments ; elle est caractérisée par des températures faibles.

Une seconde famille de mécanismes profonds intralithosphériques est associée à l'amincissement de la croûte continentale et à une histoire thermique complexe. Ces mécanismes induisent la formation des marges passives, des deltas, des bassins intracontinentaux, des marges ou des bassins transformants, des bassins marginaux (cf. bassin sédimentaire[...]