Perturbation des environnements marins à la limite Frasnien-Famennien (Dévonien terminal) : apport de la géochimie inorganique et du magnétisme des roches.

Le Devonien superieur est une periode marquee par des variations climatiques importantes et de nombreuses perturbations environnementales, tant dans le domaine continental (surrection de chai-nes de montagnes, developpement des plantes vasculaires) que dans le domaine marin (fluctuations du niveau marin, crise biologique, stockage de matiere organique). La mise en place de facon quasi-globale de niveaux riches en matiere organique au Frasnien terminal, les horizons Kellwasser, et leur impact sur le cycle du carbone ont retenu plus particulierement notre attention au cours de ce travail. L'etude pluridisciplinaire menee sur des series sedimentaires situees de part et d'autre de la chaine eovarisque nous permet de reconstituer les variations des environnements marins a la limite Frasnien-Famennien, dans les regions du Massif Schisteux Rhenan, des Montagnes du Harz (Allemagne), de la Meseta occidentale et de l'Anti-Atlas (Maroc). La demarche adoptee repose principalement sur l'analyse geochimique et l'etude du magnetisme des roches. A partir des resultats obtenus, un modele de formation des horizons Kellwasser au cours du Frasnien terminal est propose. L'analyse du signal magnetique montre que les apports detritiques ont progressivement dimi-nue au cours du Frasnien. Ces apports sont minimaux lors du depot des deux horizons Kellwasser au Frasnien terminal. A l'inverse, le Famennien inferieur enregistre une hausse de ces apports. Ces varia-tions sont associees aux fluctuations globales du niveau marin reconnues au Devonien superieur, ainsi qu'a des changements profonds du regime d'erosion sur les continents. Notre etude suggere que l'evolution du detritisme et de la production carbonatee sur les marges continentales ait ete controlee par des variations climatiques majeures. Selon nous, la limite entre ces deux etages represente une periode de transition entre des conditions chaudes et humides de type "greenhouse", typiques du De-vonien, et des conditions plus froides et plus seches, annoncant les climats de type "icehouse" du Car-bonifere. L'analyse geochimique des horizons Kellwasser a mis en evidence la hausse de la productivite primaire et a confirme l'appauvrissement en oxygene des eaux de fonds dans la plupart des environ-nements marins. Nos travaux montrent que le degre et la duree de l'appauvrissement en oxygene ne semblent pas etre identiques pour chacun de ces deux horizons. L'horizon Kellwasser inferieur est caracterise par la mise en place de conditions dysoxiques dans les environnements peu profonds (pla-tes-formes ou hauts-fonds marins), alors que l'horizon Kellwasser superieur enregistre la mise en place de conditions anoxiques a euxiniques dans les environnements profonds (bassins) et oxiques a dysoxiques dans les environnements moins profonds. Durant l'episode de depot de l'horizon Kellwasser inferieur, l'appauvrissement en oxygene se-rait le resultat d'une hausse importante de la productivite primaire. Cette hausse de productivite et la consommation d'oxygene auraient ete induites par l'eutrophisation des milieux marins peu profonds. La liberation accrue de nutriment proviendrait d'une intensification de l'alteration chimique, faisant suite au developpement des plantes vasculaires et a la mise en place de la chaine eovarisque a partir du Devonien superieur. Ce phenomene d'alteration a vraisemblablement ete favorise par un climat parti-culierement chaud et humide. Durant l'episode de depot de l'horizon Kellwasser superieur, l'appauvrissement en oxygene resulterait de la stratification des eaux dans les environnements pro-fonds, due a une diminution de la circulation oceanique, causee par un confinement plus important des bassins. Cette stratification a ete accrue durant la periode de haut niveau marin associee a l'horizon Kellwasser superieur. Les eaux anoxiques ont pu se repandre dans les environnements de plates-formes a la faveur de la montee eustatique. La mise en place de conditions anoxiques, voire locale-ment euxiniques, a favorise la diffusion des nutriments liberes par la remineralisation de la matiere organique. Ces nutriments ont pu rejoindre episodiquement les eaux de surface, a la faveur d'interruptions temporaires de la stratification des eaux, et ainsi intensifier la productivite primaire. Il est propose que cette periode de stockage accrue de carbone organique dans les sediments ait fortement perturbe le cycle du carbone a long terme, conduisant, au final, a une chute notable de la pression de CO2 atmospherique et au refroidissement du climat a la base du Famennien. Ainsi, ces travaux suggerent que la formation des horizons Kellwasser resulte de la conjonction de divers phe-nomenes, comprenant la tectonique s.l. , l'evolution des vegetaux, la physiographie des oceans, la pro-ductivite marine, le tout en interactions directes et indirectes avec le climat.