SUBSIDENCE, géologie

Méthode d'étude de la subsidence

Pour reconstituer la formation d'un bassin ou d'une marge, ainsi que son évolution, on ne dispose que de son état actuel (forages et image sismique de la pile sédimentaire, épaisseurs de croûte, données géophysiques). L'histoire du bassin en tant que contenant ne peut être approchée que par son contenu, les sédiments. Cet enregistrement discontinu de l'enfoncement du socle a pu être perturbé par différents facteurs : les variations eustatiques, les fluctuations de l'apport sédimentaire, l'érosion, la diagenèse, l'halocinèse, une histoire tectonique polyphasée (plusieurs épisodes de rifting et de compression induisant des inversions structurales). Dans le but d'étudier la subsidence des régions en divergence, les sections sédimentaires les plus représentatives et les moins perturbées sont analysées par la méthode de délestage progressif des sédiments de surface en remontant le temps (backstripping, développé par Michael S. Steckler et Antony B. Watts, 1978). Les données nécessaires sont : un niveau de référence fixe (le zéro des mers actuelles) ; une courbe des variations eustatiques ; les épaisseurs sédimentaires suivant les âges ; les profondeurs de dépôt des sédiments ; l'état de compaction des sédiments résultant de la diagenèse par enfouissement ; un modèle isostatique (cf. roches - Diagenèse, gravimétrie, stratigraphie). Des incertitudes assez nombreuses demeurent sur les données et affectent les résultats obtenus. Eustatisme et subsidence sont étroitement liés : le niveau marin global a varié au cours du temps en raison des changements du volume de la masse d'eau des océans et du volume des bassins océaniques, et les variations de la position des lignes de rivage dépendent des vitesses relatives des variations du niveau marin et de la subsidence tectonique, ainsi que du comportement rhéologique de la plaque et des déformations intraplaques (Xavier Le Pichon, 1987 ; Antony B. Watts, 1989 ; Sierd Cloetingh et Henk Kooi, 1992). Si l'apport sédimentaire est suffisant pour compenser la subsidence, le dépôt se fait à faible profondeur ou à l'air libre, sinon le bassin se creuse, la profondeur d'eau augmente et est alors difficile à évaluer. Cette analyse permet de construire, en fonction du temps, les courbes représentant l'évolution de la profondeur du socle avec ses sédiments (subsidence « totale ») et la subsidence « tectonique » lato sensu, correspondant à la profondeur à laquelle se serait trouvé le socle s'il n'y avait pas eu de sédiments, c'est-à-dire causée par les mécanismes géodynamiques profonds (Marie-Françoise Brunet, 1989). Cette subsidence « observée » est ensuite comparée à la subsidence « théorique » estimée par des modèles numériques reconstitutifs, afin de relier mécanismes initiateurs et observations.