Publié le 6 avril 2023 – Mis à jour le 17 avril 2023
Depuis 2021, dans le cadre d’une coopération franco-allemande entre l’université de Toulouse III – Paul Sabatier et la Ruhr-Universität de Bochum, des doctorants du laboratoires Géosciences environnement de Toulouse (GET/OMP - CNES/CNRS/IRD/UT3) parcourent les méandres de la grotte Klutert, à Ennepetal, en Allemagne. Ils décrivent pour la première fois, dans la revue Sedimentology, un récif ancien de 390 millions d’années depuis son intérieur. Et ce afin de comprendre comment des coraux et des éponges étaient capables de se développer dans des milieux turbides et former des récifs, pourtant considérés comme peu favorables à leur existence.
Images phares des cartes postales, les récifs sont toujours présentés dans des mers peu profondes et claires, dans les ceintures tropicales. Pourtant, il existe plusieurs exemples moins bien compris de récifs se développant dans des conditions moins idylliques. En effet, des récifs peuvent exister en eaux troubles ! Cette turbidité est liée aux apports de sédiments terrigènes (issus de l’érosion des continents). Bien qu’elle soit souvent considérée comme un facteur limitant, car elle réduit l’énergie lumineuse nécessaire aux organismes photo-symbiotiques, elle est aussi source de nutriments.
Une équipe franco-allemande a cherché à comprendre comment les coraux et les éponges peuvent former un récif malgré des conditions environnementales stressantes, il y a environ 390 millions d’années. L’exceptionnelle grotte Klutert, en Rhénanie du Nord-Westphalie, expose un de ces rares récifs atypiques sur près de 26 000 m². De par la qualité d’exposition des fossiles sur les parois et leur préservation exceptionnelle, cette grotte offre l’occasion unique de traverser et d’observer en continu le récif, de sa naissance à sa mort.
Affleurement type des parois dans la grotte Klutert. On y voit le sédiment détritique en marron et les fossiles, notamment les grandes colonies de coralliennes et les éponges en plus clair. Crédit : Tanja Unger, 2021
L’histoire débute par l’installation sur le fond marin de petites colonies coralliennes dans une eau chaude et claire. La deuxième phase de croissance récifale est liée à une augmentation des apports terrigènes grossiers qui empêchent les premiers coraux de persister. Ils seront remplacés par des colonies coralliennes de grande taille associées à des éponges, qui ont la faculté de résister à la présence de sédiments millimétriques. Les organismes vont alors construire un récif discontinu, formé de plusieurs patchs localisés pour faire barrière aux apports ainsi que de permettre leur dépôt entre les patchs. La troisième phase débute lors d’un changement du type de turbidité. La charge sédimentaire, devenue trop fine très rapidement, va engendrer la mort du récif par ensevelissement, malgré la survie de certaines colonies coralliennes et d’éponges.
Contrairement à ce que la communauté scientifique a longtemps pensé, les coraux et les éponges sont plus variés et abondants dans les niveaux riches en sédiments terrigènes grossiers. Un récif peut se développer dans des conditions turbides dès lors que les tailles des organismes et des sédiments sont compatibles. Un changement environnemental trop brutal va empêcher l’installation de colonisateurs et/ou l’adaptation des organismes en place. Aujourd’hui les récifs coralliens sont de plus en plus impactés par l’activité humaine. Elle engendre souvent, notamment par le dragage des fonds côtiers, une augmentation de la turbidité et un fort taux de mortalité dans les récifs est observé. C’est pourquoi l’étude de ce type de récif atypique ancien, adapté à des variations de turbidité, permet d’envisager les réponses possibles des récifs actuels face aux changements climatiques et à l’activité anthropique.
Images phares des cartes postales, les récifs sont toujours présentés dans des mers peu profondes et claires, dans les ceintures tropicales. Pourtant, il existe plusieurs exemples moins bien compris de récifs se développant dans des conditions moins idylliques. En effet, des récifs peuvent exister en eaux troubles ! Cette turbidité est liée aux apports de sédiments terrigènes (issus de l’érosion des continents). Bien qu’elle soit souvent considérée comme un facteur limitant, car elle réduit l’énergie lumineuse nécessaire aux organismes photo-symbiotiques, elle est aussi source de nutriments.
Une équipe franco-allemande a cherché à comprendre comment les coraux et les éponges peuvent former un récif malgré des conditions environnementales stressantes, il y a environ 390 millions d’années. L’exceptionnelle grotte Klutert, en Rhénanie du Nord-Westphalie, expose un de ces rares récifs atypiques sur près de 26 000 m². De par la qualité d’exposition des fossiles sur les parois et leur préservation exceptionnelle, cette grotte offre l’occasion unique de traverser et d’observer en continu le récif, de sa naissance à sa mort.
Affleurement type des parois dans la grotte Klutert. On y voit le sédiment détritique en marron et les fossiles, notamment les grandes colonies de coralliennes et les éponges en plus clair. Crédit : Tanja Unger, 2021
L’histoire débute par l’installation sur le fond marin de petites colonies coralliennes dans une eau chaude et claire. La deuxième phase de croissance récifale est liée à une augmentation des apports terrigènes grossiers qui empêchent les premiers coraux de persister. Ils seront remplacés par des colonies coralliennes de grande taille associées à des éponges, qui ont la faculté de résister à la présence de sédiments millimétriques. Les organismes vont alors construire un récif discontinu, formé de plusieurs patchs localisés pour faire barrière aux apports ainsi que de permettre leur dépôt entre les patchs. La troisième phase débute lors d’un changement du type de turbidité. La charge sédimentaire, devenue trop fine très rapidement, va engendrer la mort du récif par ensevelissement, malgré la survie de certaines colonies coralliennes et d’éponges.
Contrairement à ce que la communauté scientifique a longtemps pensé, les coraux et les éponges sont plus variés et abondants dans les niveaux riches en sédiments terrigènes grossiers. Un récif peut se développer dans des conditions turbides dès lors que les tailles des organismes et des sédiments sont compatibles. Un changement environnemental trop brutal va empêcher l’installation de colonisateurs et/ou l’adaptation des organismes en place. Aujourd’hui les récifs coralliens sont de plus en plus impactés par l’activité humaine. Elle engendre souvent, notamment par le dragage des fonds côtiers, une augmentation de la turbidité et un fort taux de mortalité dans les récifs est observé. C’est pourquoi l’étude de ce type de récif atypique ancien, adapté à des variations de turbidité, permet d’envisager les réponses possibles des récifs actuels face aux changements climatiques et à l’activité anthropique.
Référence
Inside a sediment-stressed Middle Devonian carpet reef: Caveexposes details of three-dimensional facies architecture andpalaeoecology
Tanja Unger, Matthieu Saillol, Markus Aretz, Stephen Lokier, Mathias Mueller, Volker Karius, Adrian Immenhauser
Sedimentology, 2023
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Inside a sediment-stressed Middle Devonian carpet reef: Caveexposes details of three-dimensional facies architecture andpalaeoecology
Tanja Unger, Matthieu Saillol, Markus Aretz, Stephen Lokier, Mathias Mueller, Volker Karius, Adrian Immenhauser
Sedimentology, 2023
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