La France au Jurassique

Le Jurassique est une période qui s’étend de 201 à 145 Ma (millions d’années) avant le présent. Il est divisé en Jurassique inférieur, de 201 à 174 Ma, Jurassique moyen, de 174 à 163 Ma, et Jurassique supérieur de 163 à 145 Ma. Les géologues utilisent parfois les dénominations de Lias, Dogger et Malm pour les désigner, mais elles ne sont pas officielles. Durant la période précédente, le Trias, la grande chaîne hercynienne s’est érodée et la mer, venue de l’Allemagne, s’est avancée jusqu’en Lorraine, puis a recouvert le bassin parisien. Elle s’est ensuite retirée, si bien que la France est restée totalement émergée.

La mer revient dès le début du Jurassique et recouvre tout, sauf les vestiges de la chaîne hercynienne que sont le Massif armoricain, les Ardennes et le Massif central. Des sédiments se déposent alors, en particulier des calcaires, qui se forment exclusivement dans l’eau. Ceux du Jura ont donné leur nom au Jurassique.

De nouveaux océans à l’ouest et au sud

La carte ci-dessous donne une reconstitution des futures Europe et Afrique du Nord durant le Bajocien, un étage du Jurassique moyen. L’océan Néotéthys s’avance entre ces deux territoires de la Pangée et atteint presque le sud-est de la future France, sauf que le bloc corso-sarde n’occupe pas encore son emplacement actuel. Il remplit encore le golfe du Lion, avec la pointe sud de la Sardaigne du côté de ce qui deviendra les Pyrénées orientales. Le bloc ibérique, qui était alors voisin du Massif armoricain, est en train de s’en écarter. Le golfe de Gascogne s’ouvre, de même que l’océan liguro-piémontais du côté de la Tunisie. Un autre océan est en cours d’ouverture : la Méditerranée orientale, entre l’Afrique et un continent appelé le Grand Adria. Il comporte le futur plancher de la mer Adriatique.

Il va se détacher de l’Europe. Le rift (la déchirure) est indiqué par une ligne rouge longeant le sud de la France, sachant que celle-ci comporte encore le bloc corso-sarde. Ce rift deviendra la branche orientale de l’océan liguro-piémontais. Sa croûte constitue actuellement le massif du Chenaillet dans les Hautes-Alpes, où elle est datée d’environ 165 Ma. Le fait remarquable elle qu’elle n’a pas été métamorphisée. On la retrouve du côté italien, dans le mont Viso. Les schistes lustrés (ou calcschistes) du Queyras proviennent de vases qui ont sédimenté au fond de cet océan et qui ont subi un métamorphisme lors de sa fermeture : la subduction du plancher océanique les a entraînées à plus de 15 kilomètres de profondeur.

En Corse également, il existe des ophiolites (des fragments de croûte océanique). Elles se trouvent au nord-est, dans ce que l’on appelle la Corse alpine, par exemple dans le défilé de l’Inzecca. Les âges mesurés et les caractéristiques sont les mêmes qu’au Chenaillet. Il y a beaucoup de serpentinites, des roches du manteau lithosphérique altérées par l’eau. On reconnaît des gabbros, roches de la croûte océanique, et des basaltes en coussin, résultant de l’effusion sous-marine de lave. La dorsale de cet océan était de type lente, comme celle de l’Atlantique, c’est-à-dire que l’océan s’ouvrait lentement et que l’activité volcanique était faible.

Ce lambeau de croûte océanique provient, comme celui des Hautes-Alpes, de l’océan liguro-piétomontais, sachant que durant le Jurassique, avant la rotation de la Corse, il était en position méridionale. Le déplacement du Grand Adria et formation des Alpes ont bouleversé la géographie de toute cette région et l’ont rendue difficile à déchiffrer.

Cette carte a le désavantage de ne pas montrer les zones continentales recouvertes par la mer. Le Grand Adria est en grande partie sous les eaux, de même que la France, et leur histoire est sédimentaire.

Sédimentation durant le Jurassique inférieur

Durant le Lias, même le Massif central se retrouve immergé, sauf les Cévennes. C’est à la fin du Toarcien, de 183 à 174 Ma, que se dépose le minerai de fer qui fera la fierté de la Lorraine : la minette. La région est alors immergée, juste au sud du Massif ardennais. Celui-ci est soumis à une intense érosion à cause du climat chaud et humide. Les cours d’eau transportent des ions ferreux libérés par l’altération des roches, lesquels précipitent en hydroxydes de fer à leur embouchure. Il se constitue des petites sphérules liées entre elles par un ciment calcaire.

Ces couches de sédiments ont entre 15 et 65 m d’épaisseur. Ils ne contiennent pas plus de 40 % de fer. C’est peu, mais 3 milliards de tonnes de minette ont été extraits jusqu’en 1993. Les mines ont ensuite perdu leur compétitivité, à cause de cette faible teneur en fer. Les minerais exploités actuellement en contiennent plus de 70 %. Cette formation de minerais ferrifères se retrouve dans toute l’Europe du Jurassique et n’existe aujourd’hui nulle part dans le monde. Elle est due à une conjonction très particulière entre le climat et l’érosion des ultimes vestiges de la chaîne hercynienne.

Le climat permet le développement de récifs coralliens, dès le tout début du Jurassique. N’oublions pas que la France est alors une terre continentale émergée, si bien que la profondeur des eaux est faible. Or les coraux construisent des squelettes en calcaire. Ce sont justement leurs restes qui formeront une partie des couches de calcaire. Mais il existe bien d’autres calcaires, d’origine biologique ou non. Il y a par exemple les boues micritiques, constituées de cristaux de calcite microscopiques, de moins de 10 micromètres.

Dans le bassin parisien, les gryphées sont très abondantes durant le Sinémurien. Il s’agit de mollusques bivalves proches des huîtres dont les débris de coquilles s’accumulent sur de grandes épaisseurs. Des cardinies (autres bivalves), des gastéropodes et des brachiopodes (ressemblant aux bivalves mais n’ayant pas le même plan d’organisation) vivent sur le fond de la mer ; des ammonites et des bélemnites nagent dans ses eaux. Les calcaires oolithiques (du grec « ôon » œuf) sont constitués de sphérules millimétriques liées par un ciment. Le calcaire du Bajocien (de 170 à 168 Ma) est de ce type. Il y en a également en Bourgogne. On les exploite dans la région du Châtillonais. Les pierres qui sont assez dures peuvent être polies et sont considérées comme des « marbres ».

Les argiles sont un autre type de sédiment, qualifié de détritique car provenant de l’érosion des terres émergées. Mélangés à des boues calcaires, elles forment des marnes. On considère qu’il doit y avoir moins de 50 % de calcaire, sans quoi la roche est qualifiée de calcaire marneux. Argiles et marnes se déposent dans des milieux calmes. Le Lias présente deux séquences de type « klüpfélien », au Plienbaschien (de 191 à 183 Ma) et au Toarcien. De bas en haut, elle comprend des marnes, des alternances marnes-calcaires puis du calcaire micritique. Cela montre que le milieu de sédimentation, calme au début, est devenu plus agité et moins profond. Il est intéressant de savoir que les marnes et argiles du Domérien (deuxième partie du Plienbaschien) atteignent 150 mètres d’épaisseur dans le bassin parisien, ce qui correspond à une vitesse de sédimentation de 30 millimètres par siècle. C’est beaucoup.

Durant tout le Lias, la vitesse de sédimentation est évaluée à 2,5 millimètres par siècle. Les marnes du Domérien peuvent être observées dans la vallée de la Moselle entre Nancy et Thionville, où elles sont tendres mais imperméables. Les sédiments du Toarcien les surmontent en quelques endroits. À l’ouest de la vallée de la Moselle, s’élèvent les côtes de Moselle en calcaire du Bajocien, plus dur que les roches argileuses.

La crise du Toarcien

Au début du Toarcien, des schistes-cartons se déposent sur un vaste territoire allant du sud de l’Allemagne jusqu’en Bourgogne et au pays de Bray, entre la Normandie et la Picardie, où les terrains jurassiques apparaissent au milieu de la craie du Crétacé. Ce sont des calcaires et des marnes feuilletés, souvent imprégnés par du bitume. Du pétrole s’y est parfois formé avant de migrer dans les sédiments du Jurassique moyen. La conservation de cette matière organique s’explique par une anoxie mondiale des mers et des océans. Les organismes marins morts sont normalement oxydés et ne se préservent donc pas. Au Toarcien, le climat très chaud a sans doute permis une telle prolifération d’organismes que tout l’oxygène a été « consommé » par la matière organique en décomposition. La matière restante, non oxydée, a pu se déposer dans les marnes et se transformer éventuellement en pétrole.

Mais pourquoi faisait-il si chaud ? On attribue cet évènement à une importante activité volcanique ayant accompagné la fragmentation du Gondwana, le supercontinent qui regroupait les terres de l’hémisphère Sud. Il s’agit du magmatisme du Karoo en Afrique australe et du Ferrar en Antarctique. Dans la chaîne transantarctique, les intrusions de magma sont datées de 183 à 177 Ma, ce qui correspond à une grande partie du Toarcien. Les volcans ont dû rejeter une importante quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, augmentant par effet de serre additionnel des températures qui étaient déjà élevées. Cet événement anoxique océanique a entraîné la disparition de 35 % des espèces marines. Il y en aura d’autres durant le Crétacé.

Voir Une grave crise climatique du Jurassique a durablement affecté la végétation

Sédimentation durant le Jurassique moyen et supérieur

Durant le Jurassique moyen, un immense lagon s’étend de la Normandie jusqu’à la Bourgogne. Les calcaires qui s’y déposent serviront de pièges à hydrocarbures. La région ressemble alors aux Bahamas. Pendant le Jurassique supérieur, les récifs coralliens se déplacent vers le sud jusqu’au Jura, ce qui a été interprété comme un refroidissement. Un massif corallien datant de l’Oxfordien (de 163 à 157 Ma) est visible à une trentaine de kilomètres au sud d’Auxerre. On y voit des polypiers. Le paysage est différent sur le littoral du Calvados, où les falaises des Vaches-Noires sont constituées à la base de marnes de l’Oxfordien inférieur. On y retrouve des argiles et des sables fins provenant de l’érosion du Massif armoricain, mélangés à des boues calcaires. Ils sont surmontés de calcaires plus durs de l’Oxfordien supérieur. Dans le Boulonnais, des roches du Jurassique supérieur sont également visibles au bord de la mer, au cap Gris-Nez et à l’anticlinal de la Crèche notamment. Ce sont des argiles, des sables fins et des calcaires déposés à proximité du littoral, les Ardennes (ou plutôt le Massif de Londres-Brabant) se trouvant au nord-est. Les couches d’argiles se prolongent sous la Mer du Nord et les importantes quantités de pétrole aujourd’hui exploitées s’y constituent. Elles datent du Kimméridgien (de 157 à 152 Ma) et du Tithonien (de 152 à 145 Ma). La mer se retire du bassin parisien à la fin du Jurassique et des stromatolites poussent dans une eau à forte salinité. On les trouve également dans le Dorset, au sud de l’Angleterre.

L’ouverture de l’Atlantique Nord s’est annoncée à la fin du Trias mais le sud-ouest de la France est encore calme. Le bloc ibérique se trouve près de la France, la Galice du côté de la Bretagne. Le bassin aquitain est envahi par la mer et des récifs coralliens s’y installent. Durant le Kimméridgien, d’épaisses couches de marnes piègent de la matière organique, entraînant la formation de pétrole et de gaz naturel. C’est l’origine du gaz de Lacq, dont le gisement a été découvert en 1951. Il a livré 245 milliards de mètres cubes de gaz depuis 1957. Le pétrole du sous-bassin de Parentis est le plus grand champ pétrolifère français.

Il reste à parler du Jura. L’oublier dans un exposé sur le Jurassique, ce serait impardonnable. Cependant, ce qui a été dit sur le bassin parisien vaut également pour le Jura et le bas Dauphiné, car il n’existait pas de différence entre ces territoires. On y retrouve donc les mêmes roches, essentiellement des successions de calcaires et de marnes. Des périodes d’émersion ont permis à des dinosaures d’y laisser des empreintes, comme dans une ancienne carrière dans la commune de Loulle, près de Lons-le-Saunier. Ces 1 500 empreintes sont datées du Jurassique supérieur. La carrière de Cerin, dans l’Ain, a été exploitée pour son calcaire « lithographique » du Kimméridgien terminal. Il s’agit d’un calcaire très fin qui a sédimenté dans une lagune tropicale. Elle comprend de nombreux fossiles très bien conservés de coraux, d’oursins, de crustacés, de poissons et de reptiles. On y trouve même des traces laissées par des gouttes de pluie, sans doute au début d’un orage, qui ont été figées dans la roche. Ce calcaire est qualifié de lithographique car on l’utilisait dans l’imprimerie, selon un procédé inventé en 1796.