Article originalÉvolution du trait de côte à l’Holocène supérieur dans la Sebkha El-Guettiate de Skhira (Golfe de Gabès, Tunisie) à travers sa faune d’ostracodes et de foraminifèresCoast line evolution during the late Holocene in the Sebkha El-Guettiate of Skhira (Gulf of Gabes, Tunisia) based on its ostracod and foraminifera fauna☆
Introduction
Les dépôts littoraux holocènes sont susceptibles de fournir d’importantes informations sur les variations des paléo-environnements successifs, des facteurs hydrodynamiques locaux, de l’activité tectonique et du comportement hydro-isostatique de la frange côtière en réponse aux variations du niveau marin. Ces variations influencent la faune et la répartition des unités sédimentaires dans le temps et dans l’espace. Ainsi plusieurs auteurs ont reconnu une variété d’environnements côtiers holocènes sur la base de la dynamique des populations d’ostracodes et de foraminifères et des caractéristiques sédimentologiques des corps sédimentaires.
Les ostracodes, vivant aussi bien dans les eaux douces que dans les eaux salées, constituent d’excellents traceurs hydrologiques dans les domaines de transition eau douce – eau salée. De même l’étude de leurs biocœnoses permet de caractériser les environnements où ils vivent et la définition des thanatocœnoses et des allothanatocœnoses (Laprida, 2001, Ruiz et al., 2004, Ruiz et al., 2006). C’est à partir de là qu’on peut retracer les schémas de circulation littorale et les échanges entre les différents milieux côtiers (Carbonel, 1980, Carbonel, 1982). Les ostracodes sont aussi utilisés pour la reconnaissance des variations du niveau marin (Frenzel et Boomer, 2005, Sarr et al., 2009a). Concernant les foraminifères benthiques, leur écologie et distribution actuelle le long de la frange littorale dépendent des influences marines et continentales. Ils permettent de reconstituer les différents types d’environnements dans lesquels ils se sont développés (Laprida et Bertels-Psotka, 2003, Samir et al., 2003) et les variations du niveau marin (Unsal et al., 2002, Laprida et al., 2007, Di Bella et al., 2008, Sarr et al., 2009a).
En Tunisie, les environnements côtiers holocènes étudiés sur la base de leurs peuplements de foraminifères et d’ostracodes se sont avérés en grande partie présenter des caractères laguno-marins et laguno-saumâtres. Il s’agit des environnements suivants : le lac de Tunis (Carbonel et Pujos, 1981, Jouirou, 1982), la sebkha d’Ariana (Carbonel, 1980), la lagune de Ghar El Melh (Mansouri, 1979), le lac Ichkeul (Stevenson et Battarbee, 1991) et la lagune El Melah de Soliman (Ruiz et al., 2006). Au niveau du Golfe de Gabès une campagne de carottage et de prélèvement des sédiments de surface a été réalisée par la compagnie française des pétroles et la société Elf-Aquitaine en 1975, dont les résultats sur la « Mer Pélagienne » ont été publiés en 1979 dans un volume spécial de la revue Géologie Méditerranéenne. Il s’agit d’études portant sur les pollens (Brun, 1979), les dinoflagellés (Morzadec-Kerfourn, 1979), les mollusques (Rosso, 1979), les foraminifères (Blanc-Vernet et al., 1979), les nannofossiles calcaires (Müller, 1979), les ostracodes (Bonaduce et al., 1979), les bryozoaires (David et Pouyet, 1979) et les phanérogames (David, 1979). Plus tard plusieurs synthèses de ces forages du Golfe de Gabès ont été proposées. Lachenal (1989) décrit différentes associations d’ostracodes contenant des phytaux, des opportunistes ubiquistes, des opportunistes phytaux et des nageurs. Ces associations lui permettent de caractériser un environnement de basse énergie aux alentours de 5480 ans BP. Brun (1992) remarque que :
- •
vers 12,500 ans BP, la présence des Cypéracées et des Ptéridophytes témoigne de la fin de l’aridité qui régna au Pléniglaciaire ;
- •
vers 8500 ans BP, le développement d’Olea et de Pistacia indique un optimum climatique à la fois hydrique et thermique ;
- •
vers 5000 ans BP, la régression des hygrophytes témoigne du début d’une phase d’aridification.
Morzadec-Kerfourn (2002), en utilisant des associations de dinoflagellés, indique que la sédimentation marine débute, à l’isobathe −75 m, vers 12,580 ± 490 ans BP et que la mer envahit le Golfe de Gabès à partir de 9930 ± 210 ans BP. Le niveau marin se trouve à l’isobathe −26 m vers 5480 ± 400 ans BP et atteint un maximum vers 4630 ± 160 ans BP avant de se stabiliser.
Les études sédimentologiques, plus nombreuses que les études micropaléontologiques, ont porté essentiellement sur les dépôts littoraux et paraliques du Golfe de Gabès. Ces travaux décrivent les séries sédimentaires entrecoupées par les forages des sebkhas et discutent l’influence de la variation relative du niveau marin, de la dynamique littorale, du réajustement hydro-isostatique et des événements extrêmes dans la succession des environnements holocènes.
Ainsi plusieurs unités sédimentaires ont été décrites et datées au niveau de l’île de Jerba et des Sebkhas du Golfe. Busson et Perthuisot (1977) remarquent que les sédiments de subsurface de la Sebkha El Melah sont constitués du bas vers le haut : de calcaires détritiques marins, d’argiles noires, de carbonates magnésiens et enfin de gypses polyhalite halite témoignant de l’aridité du climat survenue à partir de 4000 ans BP. Jedoui et al. (1998) citent, sur le littoral de Jerba, des dépôts bioclastiques de plage, couvrant l’intervalle 5900–4000 ans BP, situés à des altitudes variables entre +40 et +100 cm ainsi que des dépôts d’origine marine, d’âge 2100 ans BP affleurant au même niveau que la mer. La régularité des niveaux bioclastiques, de même âge, par rapport au niveau marin confirme pour ces auteurs l’absence de tectonique. L’élévation, réalisée entre 5900 ans BP et 2000 ans BP, serait donc d’origine hydro-isostatique. Toutefois pour Morhange et Pirazzoli (2005) l’émersion de la frange côtière aurait atteint une altitude plus importante soit de 186 ± 11 cm et serait produite à partir de 6000 ans et s’est arrêtée vers 5000 ans BP. Lakhdar et al. (2006) ont décrit dans les sédiments de subsurface de la Sebkha Boujmel :
- •
des vases riches en matière organique (d’âge 6800–4130 ans BP) témoignant d’une lagune fermée dont la genèse ferait suite à un exhaussement hydro-isostasique combiné à l’effet joué par des barrières à sable lithifié lors du stade isotopique 5e ;
- •
des sables oolithiques (3000–2000 ans BP) ;
- •
des sables carbonatés silteux surmontés par des silts détritiques gypsifères et tapis microbiens.
Cette succession traduit l’avortement des conditions anoxiques lagunaires et l’installation d’un environnement laguno-saumâtre qui évoluera vers la fermeture. En étudiant le remplissage laminaire de la Sebkha Mhabeul, Marquer et al. (2008) ont reconnu 4 cycles inondation/sécheresse (d’âge cal. AD 550–950, 950–1300, 1300–1570 et 1570–1870). Les deux cycles les plus pluvieux coïncident avec l’anomalie climatique médiévale et le petit âge glaciaire inférieur. Frébourg et al. (2010) sont les premiers à caractériser un événement extrême holocène au niveau de la côte du Golfe de Gabès. Ils ont distingué au sommet de l’éolinite Sidi Salem (d’âge controversé selon les localités et les auteurs : 6530, 6980, 7750 ou 8045 ans BP) affleurant sur le littoral de Jerba, un faciès traduisant un événement extrême. Cet événement, d’âge incertain (6500–8000 ans BP), peut être rapporté à une tempête ou à un tsunami.
La présente étude a pour but de reconstituer, sur la base de la modification des associations et de la structure des populations d’ostracodes et de foraminifères, les paléo-environnements qui se sont succédés à l’emplacement de la Sebkha El-Guettiate de la Skhira et de reconnaître les mécanismes de contrôle des changements paléo-environnementaux au cours de l’Holocène supérieur dans cette région. Il s’agit donc d’étudier le comportement de cette zone côtière dans un contexte de soulèvement général du niveau marin et sous des conditions climatiques différentes d’aujourd’hui, d’une part, et de caractériser un événement climatique extrême dans un contexte global, d’autre part. De même la variation du niveau marin relatif et les réajustements isostatiques proposés par les auteurs antérieurs comme causes principales de la variation des environnements, ainsi que l’influence de la dynamique sédimentaire pourront être testés.
Le matériel étudié correspond à la faune d’ostracodes et de foraminifères benthiques présente dans les sédiments de subsurface de la sebkha, dont la position paralique offre un terrain de choix pour une étude micropaléontologique et sédimentologique. À cet effet, une carotte (SG1) de 122 cm de longueur a été prélevée à proximité du chenal de marée de la Sebkha El-Guettiate. Au laboratoire, les échantillons de sédiments ont fait l’objet d’une étude micropaléontologique des ostracodes et des foraminifères, complétée par une étude sédimentologique (comptage des grains détritiques quartzeux et leur analyse morphoscopique). Les mollusques et la microfaune présents dans les carottes SG1 et BSC2 et dans les sédiments de surface de la Sebkha Dreîaa autorisent la datation de plusieurs unités lithologiques.
Section snippets
Cadre géomorphologique et géologique
La Sebkha El-Guettiate est située sur la bordure littorale aride du SE de la Tunisie (NW du Golfe de Gabès ; Fig. 1). D’une superficie de 15 km2, elle est localisée à environ 15 km au Sud de la ville de Skhira. Pour sa partie septentrionale, la sebkha est séparée de la Méditerranée par une étroite bande de terre de 2 km de longueur et de 100 à 200 m de largeur. Cette bande de terre, présentant une grande falaise (en cours d’écroulement, sous l’action de la houle), est relayée vers le Sud par un
Matériel et méthodes
Le carottage a été réalisé en introduisant, dans les sédiments de surface de la sebkha, progressivement par percussion un tube en plastique de 3 mm d’épaisseur et de 5 cm de diamètre. Atteignant une profondeur de 122 cm et suite à l’arrêt du tube, il a été retiré en utilisant un treuil. Le tube a été ouvert au laboratoire en utilisant une meule à disque et la carotte a été ensuite coupée en deux en utilisant un fil à couper le beurre. Après avoir photographié les sédiments, une description des
Les unités lithologiques
La carotte SG1 a recoupé globalement sept unités lithologiques différentes, soit de la base vers le sommet (Fig. 2) :
- •
unité U1 : des sables fins argileux gris, riches en Cerithium et débris de lamellibranches, surmontés par un niveau centimétrique de débris végétaux, Cymodocées et Posidonies, disséminés dans une matrice sableuse, entre 122 et 107 cm de profondeur ;
- •
unité U2 : des sables fins argileux beiges, entre 107 cm et 58 cm ;
- •
unité U3 : des argiles jaunes à verdâtres, riches en mollusques
Évolution des paléo-environnements déterminée à partir des associations de foraminifères et d’ostracodes ainsi que des indices de diversité
Quatre stades successifs sont distingués et décrits ci-après (Fig. 7) :
- •
stade de lagune estuarienne ouverte, évoluant vers la fermeture (unité U1 et base de l’unité U2) : l’histoire de la lagune à herbiers de Cymodocées et Posidonies débute par la dominance des espèces lagunaires X. aurantia et L. fabaeformis. La présence des ostracodes marins et des foraminifères lagunaires témoigne de son ouverture au milieu marin. Dans ce milieu, les espèces saumâtres L. elliptica et C. torosa s’enrichissent
Conclusion
Les assemblages de foraminifères et d’ostracodes présents dans les sédiments de la carotte SG1 nous ont permis de préciser des épisodes de fermeture et d’ouverture de la lagune. Ces épisodes sont mis en évidence par des approches descriptive et analytique : l’abondance relative des différentes associations, l’abondance absolue, la richesse spécifique, les indices de diversité et l’analyse factorielle des correspondances. Ces approches témoignent d’un environnement lagunaire ouvert estuarien
Remerciements
Le présent travail a été réalisé avec l’appui de la Direction Générale de la Recherche Scientifique (Tunisie). Les remarques et suggestions des deux rapporteurs (A.M. Bodergat et un anonyme) ont été très utiles pour l’amélioration du manuscrit.
Références (61)
- et al.
Intérêt de la Sebkha el Melah (sud-tunisien) pour l’interprétation des séries évaporitiques anciennes
Sedimentary Geology
(1977) - et al.
Reconstruction paléoenvironnementale du Tardi-Quaternaire du haut-fond des îles Tremiti (Mer Adriatique centrale) à partir des assemblages de foraminifères benthiques
Geobios
(2008) - et al.
Catastrophic event recorded among Holocene eolianites (Sidi Salem Formation, SE Tunisia)
Sedimentary Geology
(2010) - et al.
The use of ostracods from marginal marine, brackish waters as bioindicators of modern and Quaternary environmental change
Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology
(2005) Diatom-inferred salinity and carbonate oxygen isotopes in Holocene waterbodies of the Western Sahara and Sahel (Africa)
Quaternary Science Reviews
(2002)- et al.
A high relative sea level stand in the middle Holocene of Southeastern Tunisia
Marine Geology
(1998) - et al.
Les ostracodes et l’évolution paléogéographique au Quaternaire récent du site d’Ashtart (Golfe de Gabès, Tunisie Orientale)
Geobios
(1988) - et al.
A Mediterranean Holocene restricted coastal lagoon under arid climate: Case of the sedimentary record of Sebkha Boujmel (SE Tunisia)
Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology
(2006) - et al.
Benthic foraminifers and paleoecology of a Holocene shelly concentration, Salado Basin, Argentina
Geobios
(2003) Les ostracodes traceurs des conditions hydrologiques à petite échelle : exemple d’interprétation dans l’Holocène
Geobios
(2001)
Mid-Holocene evolution and paleoenvironments of the shoreface-offshore transitionm Northeastern Argentina: new evidence based on benthic microfauna
Marine Geology
A multiproxy approach of the Holocene evolution of shelf-slope circulation on the NW Iberian Continental Shelf
Marine Geology
Late Holocene high resolution palaeoclimatic reconstruction inferred from Sebkha Mhabeul, southeast Tunisia
Quaternary Research
Late Quaternary sea-level changes along the Tyrrhenian coast near Orbetello (Tuscany, central Italy)
Marine Micropaleontology
Mid-Holocene emergence of Southern Tunisian coasts
Marine Geology
Nouvelles données paléoenvironnementales pour le Quaternaire récent en Tunisie centrale (bassin de Maknassy)
Comptes Rendus de l’Académie des Sciences de Paris (2A)
Distribution and annual variations of Loxoconcha elliptica in the Gernika estuary (Bay of Biscay)
Geobios
The measurement of diversity in different types of biological collections
Journal of Theoretical Biology
The present environmental scenario of El Melah Lagoon (NE Tunisia) and its evolution to a future sebkha
African Earth Sciences Review
The geological record of a mid-Holocene marine storm in southwestern Spain
Geobios
Late Holocene evolution of the Southwestern Doñana National Park (Guadalquivir Estuary, SW Spain): a multivariate approach
Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology
Reconstruction of paleostorm events in a coastal lagoon (Herault, South of France)
Marine Geology
Enregistrement des fluctuations du niveau marin dans l’Holocène supérieur du Lac Retba (Sénégal) par les foraminifères
Revue de Micropaléontologie
Ostracodes et incursions marines dans l’Holocène terminal du Lac Retba (Cap Vertm Sénégal)
Geobios
Stratigraphy of washover deposits in Florida: implications for recognition in the stratigraphic record
Marine Geology
Palaeoecological and documentary records of recent environmental change in Garaet El Ichkeul: a seasonally saline lake in NW Tunisia
Biological Conservation
Palaeoecology of Upper Pleistocene-Holocene bryozoan and foraminiferal assemblages from Kuşdili (Kadiköy, Istanbul)
Geobios
Living Ammonia from a hypersaline inland pool, Dead Sea area, Israel
Journal of Foraminiferal Research
Pratique de l’analyse des données
Les foraminifères
Géologie Méditerranéenne
Cited by (20)
The Pleistocene and Holocene records of the Mazarrón Basin (SE Spain)
2020, Quaternary InternationalTracing sea-level changes during the mid-Holocene in the southern Mediterranean coast: An example from the Gulf of Gabes
2019, Sedimentary GeologyCitation Excerpt :Holocene sea-level changes driven by melting water from former ice sheets have been recognized at a global scale by (i) geophysical models (Clark et al., 1978; Kendall et al., 2005; Peltier et al., 2002; Roy and Peltier, 2015); (ii) beach rock deposits (Al-Ramadan, 2014; Ghandour et al., 2014; Jedoui et al., 1998; Mauz et al., 2015b; Morhange and Pirazzoli, 2005); (iii) subtidal foraminiferal assemblages (Ben Rouina et al., 2016; Cabral et al., 2006; Frenzel and Boomer, 2005; Horton et al., 2007; Zaibi et al., 2011); (iv) archaeological studies (Anzidei et al., 2011; Mazzini et al., 2011; Morhange et al., 2001) and (v) barrier reef deposits (Bard et al., 1996; Fairbanks, 1989).
New insights from microfauna associations characterizing palaeoenvironments, sea level fluctuations and a tsunami event along Sfax Northern coast (Gulf of Gabes, Tunisia) during the Late Pleistocene-Holocene
2018, Journal of African Earth SciencesCitation Excerpt :Also, sedimentological analyses were used to identify the periods of aridity (Busson and Perthuisot, 1977), reconstitute the sea-level fluctuations (Paskoff and Sanlaville, 1983; Jedoui et al., 1998) and relate the emergence of shoreline to post-glacial hydro-isostatic effects (Morhange and Pirazzoli, 2005). Our Tunisian-Franco-German team identified the impact of sandy spits in the genesis of lagoons and sebkhas during Holocene times (Zaïbi et al., 2011, 2012) and compiled an inventory of the living non-marine Ostracoda from Tunisia with the description of the new species Psychrodromus tunisicus (Zaïbi et al., 2013). Recently, foraminifera and ostracods have been used to recognize extreme events such as storms and tsunamis (Hindson and Andrade, 1999; Hussain et al., 2006, 2010; Mamo et al., 2009).
Reconstructing the Holocene depositional environments along the northern coast of Sfax (Tunisia): Mineralogical and sedimentological approaches
2017, Journal of African Earth SciencesSedimentary and microfaunal evolution in the Quaternary deposits in El Akarit river mouth (Gulf of Gabes, Tunisia): Paleo-environments and extreme events
2016, Journal of African Earth Sciences
- ☆
Éditeur correspondant : Frédéric Quillévéré.