les bassins sÉdimentaires michel séranne, chercheur cnrs
Post on 20-Jun-2022
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Les Conférences" lanète erre"" lanète erre"
Les ConférencesP TP T
Montpellier
IUFM jeudi 11 septembre18h30
Détails - Contacts : http://www.gm.univ-montp2.fr
es bassins sédimentaires se forment à l’interface de la Terre solide (sous nos pieds) et de l’atmosphère (au-dessus de notre tête).
- Comment "lire" l’enregistrement sédimentaire des évènements successifs qui ont présidé à la formation des bassins ?- Comment utiliser cette information pour optimiser notre développement de la manière la plus "durable" possible ?
FORMATION DES BASSINS
Un bassin sédimentaire est une dépression remplie de sédiments. L’étude des bassins passe donc par l’analyse des processus responsables de la formation de la dépression d’une part, et ceux responsables de l’accumulation de sédiments d’autre part. Plusieurs mécanismes agissent à l’échelle de la lithosphère (enveloppe externe et rigide de la Terre, d’une centaine de kilomètres d’épaisseur) pour créer une dépression (subsidence) à la surface de la Terre : l’étirement/amincissement, le refroidissement et la flexure de la lithosphère. On remarque que les différents types de bassins sédimentaires s’organisent en fonction de la géodynamique : en d’autres termes, la tectonique des plaques rend compte de la diversité (rifts, marges continentales, avant-pays, …) et de la distribution (frontières de plaques divergentes ou convergentes, centres des continents…) des bassins sédimentaires.
DÉCHIFFRER L’ENREGISTREMENT SÉDIMENTAIRE POUR ACCÉDER AUX ARCHIVES DE LA TERRE.
Les sédiments s’accumulent dans les bassins au fur et à mesure de la subsidence, des variations de flux sédimentaire et de l’espace disponible (la dépression est-elle totalement remplie ou non ?). L’architecture des strates enregistre l’évolution couplée de ces trois paramètres.
L
LES BASSINS SÉDIMENTAIRESarchives de la terre,ressources du futur
Michel Séranne, Chercheur CNRS au laboratoire Géosciences Montpellier, étudie la formation et l’évolution des bassins sédimentaires.
Distribution des bassins sédimentaires (zones recouvertes d’au moins 2km de sédiments) par rapport au limites de plaques (trait noir : convergente, pointillé : divergente). (M. Séranne)
Par exemple, le profil de sismique réflexion, ci-contre, sur la marge de Nouvelle Zélande montre qu’entre 80 et 36 millions d’années, les strates s’empilent verticalement, alors qu’à partir de 36 Ma elles se déposent à gauche et remplissent complètement ce côté du bassin. Le flux sédimentaire a fortement augmenté et est devenu supérieur au taux de subsidence sur la marge. On en déduit que les apports par les fleuves ont augmenté et donc que l’érosion du continent est devenue plus efficace à cette époque.
Ces variations du climat, du niveau et de température de la mer, du taux d’érosion et d’altération continentale, sont mises en évidence par la mesure de paramètres physico-chimiques sur des sédiments de l’ensemble des marges continentales et des océans. Le refroidissement planétaire et l’apparition de calottes glaciaires, survenus il y a 36 Ma sont responsables de cette évolution. Ainsi, le remplissage sédimentaire des bassins nous livre non seulement les informations relatives au développement du bassin étudié, mais il contient aussi un enregistrement des changements globaux.
DES RÉACTEURS QUI FABRIQUENT ET
CONCENTRENT NOS RESSOURCES NATURELLES
La concentration de substances utiles dans les bassins résulte d’abord du cycle de la géodynamique externe : L’altération et érosion dans l’arrière-pays, contrôlées par le climat, libèrent les éléments chimiques de la croûte
continentale ; les rivières les trient et les transportent (en solution ou en suspension) vers les bassins, où s’opère une première concentration lors du dépôt. Ensuite, pendant l’enfouissement, les bassins sédimentaires agissent comme des réacteurs physico-chimiques dans lesquels fluides et sédiments interagissent sous l’effet de l’augmentation de pression et de température. Les fluides piégés dans la porosité des sédiments se déplacent lentement vers les zones de moindre pression (couches plus superficielles et bordures de bassin), entraînant les éléments en solution jusqu’à des sites où ils précipitent (minéralisations), conduisant à leur concentration dans des gîtes minéraux. Avec le temps, la matière organique enfouie dans les bassins subsidents peut se transformer en hydrocarbures. L’homme détourne même le fonctionnement de ces réacteurs à son bénéfice en faisant artificiellement circuler des fluides dans les bassins (géothermie, stockage temporaire et séquestration).Ainsi, la majorité des ressources naturelles et de l’énergie est issue de l’exploitation des bassins sédimentaires, plus précisément des réservoirs (formation géologique scellée pouvant contenir des fluides).
L’eau, les ressourcse naturelles (en rouge) et l’énergie fossile (violet) consommées annuellement par chaque français provient des bassins
sédimentaires (tep : tonne équivalent pétrole). (M. Séranne)
36Ma15Ma
11Ma
80Ma
EUSTATISME TEMPÉRATURE ÉROSIONCONTINENTALE
SÉDIMENTATIONATLANTIQUE
SÉDIMENTATIONMARGE ANGOLA-GABON +-
+-
+-
Antarctic ice-cap
Bipolar ice-capIC
EH
OU
SE
ICE
HO
US
EG
RE
EN
HO
US
EG
RE
EN
HO
US
E
100 20m/Ma
30m/Ma
806040200
sablesable
marnes
carbonates
0 m
100
50
150
200
250
Sea-level
0.9
0
0.8
5
0.8
0
0.7
5
0.7
0
87Sr
/86 Sr
δ18O
1 0345 2
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
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0Ma
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PliocenePleistoc.
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(M. Séranne)
Eau souterraine
Eau de surface
Granulats Calcaire industriel
Fer Argiles Sel Silice Aluminium
CharbonGaz naturel Uranium(électricité)
Pétrole
50 tonnes
6,5 t
1 t
1.4 t
0.6 tep 0.6 tep 0.2 tep
300kg 200kg 200kg 100kg 20kg
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