Département des sciences de la Terre

Après l' »explosion cambrienne », il y a 545 millions d’années, la glaciation de l’Ordovicien supérieur (il y a environ 440 millions d’années) a été le premier des trois intervalles glaciaires qui ont affecté la Terre une fois qu’elle a été peuplée par la vie animale. Du début à la fin, ce cycle glaciaire s’est achevé en moins d’un million d’années, mais a laissé dans son sillage la deuxième plus grande extinction de la Terre.
Quelque 100 millions d’années après l’Ordovicien, la Terre a connu sa glaciation la plus longue et la plus étendue, appelée l’ère glaciaire du Paléozoïque supérieur du Gondwana. Entre 330 millions et 270 millions d’années, les processus de construction de montagnes à l’échelle mondiale et la formation de bassins associés, qui se sont produits alors que le supercontinent était en cours d’assemblage, ont permis la préservation exquise et généralisée de dépôts rocheux dans le monde entier, qui ont fait l’objet de décennies de recherche. De manière significative, la période glaciaire du Gondwana du Paléozoïque supérieur est le seul exemple de changement climatique dans une glacière sur une Terre végétalisée, ce qui en fait l’analogue le plus proche de l’état actuel de la Terre – et le seul exemple de transition glacière-serre qui enregistre l’impact sur les écosystèmes animaux et végétaux dans les domaines marin et terrestre.

Dans la section suivante, nous présentons un aperçu des dépôts glaciaires du nord de l’Afrique.

Glaciation de l’Ordovicien supérieur dans le nord du Gondwana

Après Rubino et al, 2003

Cycles glaciaires

Comme tous les épisodes glaciaires, le dernier Ordovicien enregistre de multiples cycles d’avancée et de recul de la calotte glaciaire. A ce jour, quatre à cinq cycles ont été enregistrés. Tous les cycles ne sont pas forcément enregistrés partout, car les incisions glaciaires ne sont pas toujours superposées mais peuvent être juxtaposées. Toutes ces phases définissent un retrait global de la calotte glaciaire, cependant chaque phase enregistre une avancée de la glace suivie d’une inondation et d’une progradation des systèmes de dépôt coïncidant avec le retrait de la glace. Un cycle type commence par une érosion glaciaire généralement soulignée par un pavage glaciaire développé à la base de la vallée. Ensuite, une inondation rapide se produit, conduisant au dépôt d’une section condensée ou immédiatement suivie de schistes silteux glacio-marins. Selon la situation régionale, des unités progradantes sableuses remplissent les vallées. D’autres vallées sont totalement remplies de grès fluviaux, enfin un remplissage mixte se produit également avec des systèmes fluviaux à la base puis deltaïques.

Cette interprétation établit clairement que la plupart de la succession dite glaciaire est en fait couramment déposée dans un environnement marin. Ceci confirme les travaux pionniers de Legrand qui affirmait que la transgression se produit avant le Silurien.

L’architecture à grande échelle

De nombreuses vallées glaciaires ont été identifiées, en affleurement, en Mauritanie et en Libye. Ces vallées définissent un réseau et sont soit juxtaposées, soit superposées au sein des chenaux. Chaque vallée est remplie par un seul cycle stratigraphique ; cependant, elles peuvent être réincisées par de nombreuses chaussées glaciaires. Leur largeur varie de 1 à 10 km. Très souvent, des instabilités gravitaires de dépôts pré-glaciaires peuvent être observées le long des flancs de la vallée. Leurs incisions semblent être liées à la glace plutôt qu’aux processus fluviaux. A cet égard, très peu d’exemples convaincants de vallée-tunnel ont été observés, sauf en Mauritanie.

Le remplissage de la vallée peut changer de façon spectaculaire, certaines vallées étant remplies jusqu’à l’interfluve, d’autres étant sous-remplies, ce qui conduit à la préservation de collines préglaciaires enfouies sous les schistes siluriens. La géométrie finale de la succession ashgillienne tardive présente de nombreuses similitudes avec la succession quaternaire en mer du Nord ou en mer Celtique où une plate-forme glaciaire échouée s’était produite.

Transgression silurienne

La transgression silurienne est généralement interprétée comme la trangression postglaciaire, nous avons déjà vu que la première transgression se produit au cours de l’Ordovicien le plus tardif. A cet égard, cela signifie que le retrait glaciaire est ponctué et que la transgression silurienne enregistre probablement la fonte finale. La transgression est diachronique et dépend de la topographie préexistante. La roche mère semble se trouver principalement dans des dépressions régionales, résultant soit de l’érosion glaciaire, soit de l’incision fluviale, peut-être liée au rebond isostatique. Ces dépressions, en combinaison avec la déformation tardive, contrôlent les voies de migration. Les dépôts glaciaires sableux ou les grès transgressifs siluriens les plus bas déposés immédiatement sous la roche mère sont les premiers réservoirs à être remplis ou du moins utilisés pour la migration, comme l’indique l’abondance des indices. Lorsque la succession de l’Ashgillien tardif (environ 450 my) est plus schisteuse ou silteuse, elle pourrait former une zone de déchets ou du moins réduire fortement la colonne potentielle.