Climate and Atlantic sea-level recorded in Southwestern Spain from 6.3 to 5.2 Ma. Inferences on the Messinian Crisis in the Mediterranean
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Suc, Jean-Pierre; Fauquette, Séverine; Warny, Sophie; Jiménez Moreno, Gonzalo; Do Couto, DamienEditorial
Société Géologique de France
Materia
Stratigraphy Palynology Climate
Date
2023-12-06Referencia bibliográfica
Suc J-P, Fauquette S, Warny S, Jiménez-Moreno G, Do Couto D. 2023. Climate and Atlantic sea-level recorded in Southern Spain from 6.3 to 5.2 Ma. Inferences on the Messinian Crisis in the Mediterranean, BSGF - Earth Sciences Bulletin 194: 15. [10.1051/bsgf/2023013]
Patrocinador
CNRS-INSU, Total and Elf-Aquitaine companiesRésumé
The Mio-Pliocene succession of Andalusia on the Atlantic coast (Guadalquivir Basin) is known
as one of the former stratotype candidate for the Andalusian Stage, proposed during the seventies as the last
stage of the Miocene. Its type section is located in Carmona, east of Seville. Our investigation includes the
drilling of three cored boreholes, which provide bio- and magnetic-stratigraphic data in complement to preexisting industrial information, and a high-resolution palynological analysis (pollen grains, spores and
dinoflagellate cysts). The pollen flora and its climatic quantification provide the mean to correlate the section
to the oxygen isotope curve from the Montemayor-1 borehole, located about 80 km to theWest of Carmona.
The variations in the ratio between dinoflagellate cysts and pollen grains are used to identify high and low
oceanic levels, consistently with a recent paleobathymetric reconstruction based on foraminifera: the two
lowest levels being successively marked by the deposit of a littoral calcarenite (the Calizza Tosca
Formation) then by a subaerial erosive episode. Based on the correlation with the Montemayor-1 regional
drilling, the two major lowerings in oceanic level observed at Carmona are linked with the two episodes of
the Messinian Crisis. The interlocking position of the high-energy sandstone deposits inscribed in the
Messinian valley leads to an assessment of a drop in the global oceanic level of about 114m at the beginning
of the paroxysm of the Messinian Crisis, amplitude to be moderated with respect to the potential effect of
isostatic readjustements due to the Messinian Crisis. Comparisons are discussed with the amplitude of the
Messinian Erosional Surface in theWest-Alboran Basin which potentially remained suspended and fed with
Atlantic waters during the height of the crisis and isolated from the rest of the almost totally dried
Mediterranean Basin. The quantified climate constructed from the pollen records confirms that dry
conditions existed before the Messinian Crisis in Southern Mediterranean latitudes including the Atlantic
side, making the Mediterranean Sea climatically predisposed to desiccation. Atlantic sea-level variations
observed in the Guadalquivir region and measured at Carmona suggest that global glacio-eustatism
somewhat facilitated the onset and completion of the Messinian Crisis in the Mediterranean Basin. At last,
this work allows to discriminate two regional erosive events: the first one, dated at 5.60 Ma, of fluvial origin
in relation with global eustasy; the second one, submarine, occurred just before 5.33 Ma, and referred to the
strain exerted by the Guadalquivir olistostrome. La succession mio-pliocène d’Andalousie atlantique (bassin du Guadalquivir) est connue comme ancienne candidate pour le stratotype de l’Andalousien, proposé comme dernier étage du Miocène dans les années 70. Sa coupe-type est située à Carmona, à l’est de Séville. Nos travaux comprennent notamment la réalisation de trois forages carottés où furent acquises des données bio- et magnéto-stratigraphiques complémentaires aux informations connues
des recherches industrielles et, surtout, une analyse palynologique (grains de pollen et kystes de
dinoflagellés) à haute résolution. La flore pollinique et la quantification climatique autorisent des
corrélations climatostratigraphiques avec la courbe d18O du forage Montemayor-1 implanté près de Huelva.
Les variations du rapport entre kystes de dinoflagellés et grains de pollen permettent d’identifier les hauts et
bas niveaux océaniques en accord avec une récente estimation paléobathymétrique basée sur les
foraminifères, les deux plus bas niveaux étant successivement marqués par le dépôt d’une calcarénite
littorale (Formation de la Caliza Tosca) puis par un épisode érosif subaérien. Après corrélation avec le forage
Montemayor-1, ces deux baisses du niveau océanique sont respectivement mises en correspondance avec les
deux temps de la Crise messinienne. L’emboîtement des dépôts gréseux à haute énergie inscrits dans la
vallée messinienne conduit à évaluer une chute du niveau atlantique d’environ 114m lors du paroxysme de
la Crise messinienne, amplitude à modérer toutefois compte tenu du possible effet des rebonds isostatiques
liés à la Crise messinienne. Des comparaisons sont discutées avec l’ampleur de l’érosion messinienne dans
le bassin ouest-Alboran potentiellement resté suspendu et alimenté en eaux atlantiques pendant le
paroxysme de la crise et isolé du reste du bassin méditerranéen quasi-totalement asséché. Les restitutions
quantifiées du climat comparées entre la province atlantique et le domaine méditerranéen confirment les
conditions xériques des latitudes sud-méditerranéennes s.l. et ainsi la prédisposition climatique de la
Méditerranée à la dessiccation. Les variations du niveau atlantique observées dans la région du Guadalquivir
et mesurées à Carmona suggèrent que le glacio-eustatisme global a quelque peu contribué au déclenchement
et à l’achèvement de la Crise messinienne en Méditerranée. Ce travail permet enfin de discriminer deux
événements érosifs régionaux : le premier à 5,60 Ma, d’origine fluviatile en relation avec l’eustatisme
global, le second intervenu peu avant 5,33 Ma, sous-marin, lié aux contraintes exercées par l’olistostrome du
Guadalquivir.