Les événements anoxiques océaniques (OAEs) marquent des périodes de profonds changements climatiques, paléoenvironnementaux et paléocéanographiques à l'échelle mondiale, et sont contemporains de perturbations majeures du cycle global du carbone. Les OAEs sont généralement associés à d’importants changements chimiques dans les eaux marines Mésozoïque et à la présence de sédiments riches en matières organiques, notamment lors des événements du Toarcien inférieur (T-OAE) et du Cénomanien—Turonien (OAE2). Bien que les mécanismes de contrôle globaux aient une grande influence sur la formation de ces enregistrements sédimentaires, la variabilité régionale de la composition des dépôts est extrêmement élevée. Cette hétérogénéité est principalement liée à des contraintes régionales, l'enregistrement organique étant la clé pour évaluer l'extension de l'influence de ces mécanismes. Ainsi, des techniques de pétrographie et géochimie organiques ont été utilisées pour analyser un transect N—S le long de la plate-forme épicontinentale NW européenne pour le T-OAE, et des coupes enregistrant les affinités atlantiques et téthysiennes pour l'OAE2.
L'enregistrement organique du T-OAE est caractérisé par une variation N—S de la concentration en carbone organique total (COT), associée à un changement de l'origine de la matière organique (MO) (bactérienne-animale-terrestre), une diminution du degré d'amorphisation et un changement des conditions redox (euxinique-anoxique-dysoxique-oxique). Les études sur l'évolution de la maturité de la MO montrent des histoires thermiques similaires pour les bassins des Grands Causses et du Quercy (MO immature à early mature). La zone sud-pyrénéenne a connu une évolution plus complexe (MO late mature à early overmature), tandis que, dans une succession latéralement équivalente dans les Corbières orientales, des bitumes solides, produits secondaires de la MO, ont été identifiés.
Le registre organique de l’OAE2 est extrêmement hétérogène, notamment en raison des différences de dynamique de la circulation océanique entre les domaines téthysien et atlantique. La teneur en COT de l'OAE2 atteint des valeurs maximales plus élevées que celles associées au T-OAE, et les associations organiques étant dominées, dans la majorité des sections étudiées, par la MO amorphe.
Ces travaux montrent ainsi que la variabilité des faciès organiques au cours du T-OAE et de l'OAE2 s’explique, en grande partie, par la diversité des contextes paléoenvironnementaux locaux. La paléogéographie, la paléogéomorphologie et la variabilité des schémas de circulation océanique sont considérées comme les principaux facteurs responsables de la signature organique de ces événements.
Cette étude présente également le premier signalement de Closterium dans des sédiments du Crétacé, et la première identification de choanoflagellés, considérés comme les plus proches parents des Metazoa, dans le registre fossile. |
Oceanic anoxic events (OAEs) mark periods of profound climatic, paleoenvironmental and paleoceanographical changes at a global scale, representing major disturbances in the global carbon cycle. OAEs are usually associated to major chemical changes in the Mesozoic Ocean, and the occurrence of organic-rich sediments, namely during the early Toarcian (T-OAE) and Cenomanian—Turonian (OAE2) events. Although global control mechanisms have a great influence in the shaping of these sedimentary records, their regional variability is extremely high. This heterogeneity is mostly related to regional constrains, being the organic record key to assess the extension of the influence of these mechanisms. Thus, organic petrographic and geochemical techniques were used to analyze a N—S transect of the Toarcian epicontinental seaway for the T-OAE, and, sections recording the Atlantic and Tethyan affinities for the OAE2.
The T-OAE organic record is characterized by a N—S variation in total organic carbon (TOC) content, associated with a change in the organic matter (OM) origin (bacterial-animal-terrestrial), a decrease in the degree of amorphization, and a change in redox conditions (euxinic-anoxic-dysoxic-oxic). Studies on the evolution of the OM maturity demonstrate similar thermal histories for the Grands Causses and Quercy basins (immature to early mature). The South Pyrenean Zone underwent a more complex evolution (late mature to early overmature), while, in a laterally equivalent succession in the Eastern Corbières, solid bitumen, secondary OM products, were identified.
The OAE2 organic record is extremely heterogenic, especially related to differences in oceanic circulation dynamics between the Tethyan and Atlantic domains. TOC content of OAE2 reaches higher maximum values than the ones associated with T-OAE, with the organic associations being dominated, in the majority of the studied sections, by amorphous OM.
This study demonstrates, therefore, that the T-OAE and OAE2 organic facies variability is, in great part, explained by the diversity of the local paleoenvironmental contexts. Paleogeography, paleogeomorphology and oceanic circulation patterns variability are considered the main factors responsible for the organic signature of these events.
In addition, this study constitutes the first record of Closterium in sediments from the Cretaceous, and the first identification of choanoflagellates, the closest living relatives of Metazoa, in the fossil record. |