Les plates-formes d’érosion marine des littoraux volcaniques

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    10-Mar-2016

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Les plates-formes rocheuses et la gomorphologie littorale : tat des lieux

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<ul><li><p>Les littoraux volcaniquesUne approche environnementale</p><p>Sous la direction de </p><p>Samuel TIENNE &amp; Raphal PARIS</p><p>Les </p><p>litto</p><p>raux</p><p> volc</p><p>aniq</p><p>ues</p><p> : u</p><p>ne </p><p>appro</p><p>che </p><p>envi</p><p>ronnem</p><p>enta</p><p>le</p><p>18 </p><p>Les littoraux volcaniques ont trs tt compt parmi les lments clefs de la recherche gographique et gologi-que : Darwin puis Davis sappuieront sur les rcifs coralliens associs aux les volcaniques du Paci que pour tayer leurs grandes thories. Lnonc de la thorie de la tectonique des plaques accordera ensuite aux les volcaniques le rle de marqueurs cinmatiques du dplacement des plaques. Lintrt des les volcaniques rcentes rside en effet dans le contrle chronologique de lvolution gologique et gomorphologique sur le long terme, du fait de lactivit ruptive observe ou date qui renouvelle rgulirement la topographie. Pour-tant, les travaux mettant en relation le contexte volcano-tectonique, les variations climatiques et eustatiques et la morphologie des littoraux volcaniques sont peu nombreux.</p><p>Les littoraux des les volcaniques auraient pu constituer lexclusivit de la matire de cet ouvrage, mais il a t choisi de ne pas se limiter ces seules les, souvent de taille rduite a n dessayer de faire ressortir ce qui rapproche, et ce qui loigne, les littoraux volcaniques des les et ceux des marges continentales, tant sur le plan de la godynamique externe (premire partie), de lenregistrement des crises du gosystme (deuxime partie), que de ladaptation des socits ces environnements particuliers (troisime partie).</p><p>Collection VOLCANIQUES</p></li><li><p>Les littoraux volcaniques Une approche environnementale2007, Presses Universitaires Blaise-Pascal, </p><p>ISBN -978-2-84516-347-8</p><p>I. Les plates-formes rocheuses et la gomorphologie littorale : tat des lieux</p><p>Le recul dun versant littoral abrupt, dune falaise donc, laisse apparatre son pied une surface rocheuse grossirement plane, plus ou moins lgrement incline vers la mer que lon a diversement nomme : plate-forme rocheuse (Bartrum, 1916), plate-forme littorale (shore platform, Bartrum, 1926 ; Trenhaile, 1987 ; Sunamura, 1992), plate-forme dabrasion marine (Johnson, 1919 ; Guilcher, 1954), plate-forme dro-sion marine (tienne, 1995 ; Marie, 2004), wave-cut platform (Fairbridge, 1968), sea-cut platform (Davis, 1914), etc. Les strandflats des hautes latitudes entrent dans une autre catgorie de models puisque leur sculp-ture est trs vraisemblablement polygnique (Guilcher et al., 1986). Les plates-formes drosion marine reprsentent un model particulier des ctes rocheuses, un lment </p><p> mystrieux pour certains (Williams, 2006). Elles sont relativement peu tudies en comparaison avec les falaises les ctes rocheuses, en gnral, pesant peu de poids dans le domaine de la gomorphologie lit-torale face aux tudes portant sur les ctes meubles : dunes, marais maritimes ou plages (Trenhaile, 1980, 2002). Si la singularit de ce model est reconnu depuis les premires heures de la gomorphologie, son mode de formation est lobjet de dbats toujours dactualit, divisant les gomorphologues littoralistes en coles de pense . Durant les annes 1950-70, par exemple, distin-guait-on lcole dite classique (Fairbridge, Guilcher, King) ce quAndr Guilcher appelait l cole de Melbourne (Jutson, Edwards, Hills, Bird). La premire, celle des eustaticiens , considrait les hauts niveaux de plates-formes comme des tmoins exclu-sifs des oscillations passes du niveau de la mer (lanalyse du Old Hat no-zlandais par Fairbridge [1968] en est un exemple symptomatique). La seconde cole, juge </p><p>Les plates-formes drosion marine des littoraux volcaniques</p><p>Samuel TieNNe</p></li><li><p>3</p><p>de manire un peu caricaturale non-eus-taticienne , dfendait au contraire une ori-gine contemporaine des hauts niveaux de plates-formes qui tmoignaient alors soit du niveau de planation de la mtorisation subarienne (Hills, Bird, Gill, Young), soit du niveau drosion des vagues de tempte (Jutson, Edwards, Cotton). Rcemment, Dickson (2006) nous livre une analyse ing-nieuse des modalits de formation et dvo-lution des plates-formes basaltiques de lle de Lord Howe : plutt que dadopter une vision manichenne de la dynamique go-morphologique de ces models, il propose un modle combinatoire o limportance rela-tive des deux catgories de processus (ro-sion marine vs mtorisation subarienne) volue au cours du temps ; si laction des vagues est primordiale pour initier le creu-sement des falaises (encoche basale), llar-gissement progressif de la plate-forme qui en rsulte saccompagne trs logiquement dune diminution de lefficacit morphognique des vagues au profit de la mtorisation sub-arienne. Le rapport entre les deux catgo-ries de processus volue donc au profit dun abaissement par mtorisation du niveau des </p><p>plates-formes. Dautres tudes ont port sur lvolution du couple falaise/plate-forme, opposant deux modles (fig. 1) : le modle dquilibre (Trenhaile, 1974) qui propose un recul de la plate-forme lintrieur des terres au mme rythme que la falaise (le ver-sant littoral dans son ensemble recule donc paralllement lui-mme et la largeur de la plate-forme reste stable) ; le modle statique qui privilgie une fixit de la partie externe de la plate-forme et, par consquent, un lar-gissement de celle-ci mesure que la falaise recule (Sunamura, 1983 ; Trenhaile, 2000). Pour le premier modle, lrosion marine domine la morphogense tandis que, pour le second, cest lvolution subarienne de la falaise qui prime.</p><p>Si les plates-formes littorales de nature sdi-mentaire (carbonates notamment) consti-tuent le noyau dur de la recherche sur le sujet, les plates-formes littorales de nature volcanique constituent une fraction non ngligeable du corpus dtude. Nous tente-rons, ici, den prsenter les particularits.</p><p>Fig. 1. Deux modles dvolution du couple plate-forme drosion marine / falaise.Ces reprsentations schmatiques sont des simplifications des modles de Trenhaile (1974) et Sunamura (1983). Labaissement du niveau de la plate-forme par la mtorisation subarienne a, par exemple, t nglig dans le second modle.</p><p>modle d'quilibre</p><p>plate-forme</p><p>falaise</p><p>modle statique</p><p>mer</p><p>Samuel tIenne</p></li><li><p>3</p><p>II. Les plates-formes rocheuses volcaniques : caractristiques et rpartition</p><p>1. Gographiedesplates-formeslittoralesvolcaniques</p><p>Les plates-formes drosion marine volcani-ques se localisent sur les littoraux des les de point chaud (Hawa, Canaries, Galapagos, Lord Howe, etc.), sur les mergences anor-males de rifts ocaniques (Islande) ou bien sur les bords danciennes provinces volcani-ques dsormais dmanteles (Thul : Fro, Hbrides, Antrim).</p><p>Cette localisation au sein de provinces vol-caniques actives ou non influence la mor-phologie et la dynamique du trait de cte rocheux plusieurs niveaux : au niveau structural, la morphologie des masses vol-caniques en contact avec locan est hrite des conditions de mise en place. Dans le cas du volcanisme actif et dun panchement de matriaux jusquau niveau de la mer, les modalits de refroidissement (arien ou hydrique) du magma induisent une struc-turation des matriaux qui sera exploite ultrieurement par lagent marin : ainsi, Hawa, Guillaume Marie (2004) distingue-t-il une structure bi-partite dans les deltas de lave offerts lrosion marine avec un sou-bassement hyaloclastitique dorigine hydro-magmatique et un toit basaltique (ces deltas ont une paisseur dune dizaine de mtres). La discontinuit structurale qui existe entre les deux composantes du delta de lave (pas-sage zone) joue un rle essentiel dans la dyna-mique de ces formes et leur volution en plate-forme drosion marine (accessoire-ment, elle est un tmoin prcieux de la posi-tion du niveau marin au moment de la mise </p><p>en place du delta). En Islande, Jean-Claude Bodr (1971) attribue la prsence dune falaise sous-marine abrupte la marge des coules basaltiques du secteur de Stokkseyri au fait que le front de coule sest refroidi en mer, ce qui empcherait la formation dun front au profil adouci. Dans le cas dun vol-canisme plus ancien, ce sont gnralement des formations plus massives qui sont le sige dune attaque marine : les trapps irlandais, cossais, fringiens ou islandais sont consti-tus de coules massives superposes, cha-cune pouvant atteindre plusieurs mtres dpaisseur. Peu dformes par la tectonique, ces formations tendent donner des falaises nergiques, verticales, le plus souvent bor-des par une plate-forme drosion marine ; Cape Split, Brier Island ou la Montagne du Nord dans la partie mridionale de la Baie de Fundy en sont quelques exemples sup-plmentaires. Sauf particularismes locaux, la morphologie des affleurements volcani-ques offerts lrosion marine ne doit rien llment marin et la morphologie littorale est celle de terrains volcaniques rentaills par la mer (Irlande du Nord [Reffay, 1972], cosse, ctes occidentales et orientales de lIslande, Baie de Fundy), terrains dont la structure rpond en tous points aux mor-phologies des coules continentales (colon-nades, entablement de faux-prismes, zone scoriace, etc. voir Kieffer, 1994). Du point de vue de la dynamique littorale, cette dif-frence structurale implique galement lex-ploitation de discontinuits intra-units laviques dans le premier cas et inter-units laviques dans le second.</p><p>Les plates-formes drosion marine des littoraux volcaniques</p></li><li><p>40</p><p>2. Gomorphologiedesplates-formes</p><p>Les plates-formes littorales volcaniques peu-vent tre dcomposes en un certain nombre dunits gomorphologiques (fig. 2) : sur la partie externe, une falaise sous-marine qui assure la jonction entre la plate-forme et les fonds sous-marins (low-tide cliff). Cette falaise est coiffe dun rempart externe form dun trottoir (aussi appel trottoir de mare, mais lexpression est ambigu car ce model nentretient pas ncessaire-ment de lien causal avec le marnage) et/ou dun gradin. En arrire, la surface fon-damentale relativement plane est plus ou moins dfonce par des models tels que marmites, mares de corrosion, mares de dpavage, pseudo-lapis, vasques (fig. 3). lextrmit continentale, un lment de jonc-tion avec la falaise qui prend la forme dune banquette ou gradin de pied de falaise, dune rampe dabrasion plus ou moins incline, </p><p>ou dune encoche basale taille directement dans la falaise (fig. 4 et 5).</p><p>Le trottoir est le rsultat du dferlement de vagues en volute, morphogniquement les plus efficaces car la libration de lnergie des houles se concentre sur une surface rduite. La surface fondamentale est le sige de dfer-lement turbulent. La jonction reoit quant elle les deux types de dferlement, ceci en fonction des hauteurs de mare ou des conditions hydrodynamiques (normales ou paroxystiques). </p><p>Le profil gnral de la plate-forme serait li lampleur du marnage : dans les environne-ments microtidaux, la libration de lnergie des vagues est concentre et favoriserait ainsi la subhorizontalit des plates-formes ; au contraire, dans les environnements macroti-daux, des plates-formes plongeantes seraient plus communes (Trenhaile, 1987 : 27-30 et 192). Trenhaile et al. (2000) ont montr </p><p>Fig. 2. Units gomorphologiques des plates-formes drosion marine et leurs variantes.</p><p>falaisesous-marine</p><p>rempartexterne</p><p>trottoirgradin</p><p>surface fondamentale</p><p>marmite mare</p><p>bloc</p><p>jonction</p><p>rampe</p><p> d'abra</p><p>sion</p><p>encochebasale</p><p>banquettegradin</p><p>trottoir</p><p>conception et ralisation : S. tienne</p><p>Samuel tIenne</p></li><li><p>41</p><p>Fig. 4. Jonction falaise / plate-forme drosion marine de type encoche basale, Portballintrae, Irlande du Nord. Clich : S. tienne, octobre 1994.chelle : 50 cm</p><p>Fig. 3. Plates-formes basaltiques tages de Portballintrae, Irlande du Nord. Clich : S. tienne, octobre 1994.On remarque la plate-forme contemporaine, inonde, et ses diffrents lments au premier plan et gauche de la photographie. Elle est entaille au dtriment dune plate-forme hrite holocne, perche 3 m au-dessus de la plate-forme active. La jonction entre les deux lments est assure par une falaise encoche basale (fig. 4).</p><p>fig. 4</p><p>Les plates-formes drosion marine des littoraux volcaniques</p></li><li><p>42</p><p>que les profils plongeants des plates-formes basaltiques de la Baie de Scots (Nouvelle-cosse) sacquraient par une combinaison de processus, variable le long du profil : prdominance du dlogement des pavs sur la marge externe mais domination de labaissement par mtorisation sur la partie haute, proximit de la limite suprieure des hautes-mers.</p><p>3. Typologiedesplates-formesetniveaumarin</p><p>Eric Bird (1969) a propos une typologie tripartite des plates-formes base sur la rela-tion entre le niveau gnral de la surface et le niveau de mare actuel. Il distingue 1 les plates-formes de basse-mare, partiel-lement dcouvertes mare basse et tota-lement immerges mare haute ; 2 les plates-formes intertidales qui plongent len-tement vers la mer et dont le recouvrement varie en mme temps que la mare ; 3 les </p><p>Samuel tIenne</p><p>Fig. 5. Banquette de pied de falaise, Long Port, Portrush, Irlande du Nord. Clich : S. tienne, novembre 1994.On remarquera la prsence de deux horizons inter-coules la base et au sommet de la banquette. La plate-forme a t dgage le long de lhorizon infrieur puis son niveau a t abaiss par mtorisation, dpa-vage et abrasion. La rampe au pied de la banquette tmoigne de cet abaissement postrieur au dlogement des coules suprieures.</p><p>plate-forme</p><p>banquette</p><p>rampe</p><p>falaise</p><p>horizons inter-coules</p></li><li><p>43</p><p>plates-formes de haute-mare, recouvertes seulement mare haute. Cette typologie a t nuance par Trenhaile (1980) en y int-grant le profil de la plate-forme (notamment, la prsence, ou non, dun ressaut distal). Cette typologie considre implicitement que le niveau altimtrique des plates-formes lit-torales est reli de manire forte au niveau marin contemporain dans un contexte de stabilit isostatique. Toutefois, la structure du versant littoral est un lment primordial prendre en considration : dune manire gnrale et conditions hydrodynamiques gales, plus les roches sont rsistantes, plus le niveau dentaille est lev (Sunamura, 1992 ; Dickson, 2006). Mais la relation entre le niveau marin et celui des plates-formes est nettement plus complexe dans les matriaux volcaniques, et plus particu-lirement dans le cas de coules superpo-ses : lexistence dune discontinuit struc-turale (semelle de la coule) ou dun horizon inter-coules (palosol) saffirme comme un facteur de premire importance contrlant le niveau dentaille par lrosion marine. En Irlande du Nord, o les units laviques sont dpaisseur plurimtrique, le niveau de jonc-tion entre la plate-forme et la falaise basal-tiques varie, actuellement, entre - 1,2 et + 5,6 m dans le secteur de Portballintrae et entre + 0,2 et + 3 m dans celui de Portrush, ce niveau se calant sur un horizon daltra-tion inter-coules (tienne, 1995). Certes, le niveau moyen de jonction des 37 plates-formes (1,12 m) y est proche du niveau des hautes-mers, mais la variabilit des niveaux invite la prudence quant la corrlation que lon peut tenter de faire entre niveau marin et niveau de plates-formes dans les formations gologiques prsentant de fortes discontinuits structurales. Lord Howe, en </p><p>mer de Tasmanie, les plates-formes dcam-triques entaillant les falaises basaltiques des secteurs exposs naissent 4 6 m au-dessus du ni...</p></li></ul>

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