La mer Méditerranée a vu son niveau chuter de 2000 mètres il y a plus de 5 millions d’années. Ce phénomène a eu comme conséquence de diminuer la pression exercée localement sur la croûte et le manteau terrestres tout en dopant l’activité volcanique sur tout le pourtour du bassin. Telle est la conclusion à laquelle est arrivée une équipe de géologues genevois, français et espagnols menée par Pietro Sternai, chercheur au Département des sciences de la Terre (Faculté des sciences). Leur travail, publié le 25 septembre dans la revue Nature Geoscience, apporte une validation indépendante du scénario encore débattu d’un assèchement de grande ampleur de la Méditerranée. Il ajoute également une pierre supplémentaire à une autre hypothèse selon laquelle des changements extrêmes dans les cycles hydrologiques de surface sont à même d’exercer un impact sur le magmatisme de profondeur.

Cette dernière idée est loin d’être absurde. Comme le rappelle un article de New and Views qui accompagne et remet en perspective le papier principal, la fonte d’une calotte de glace de 2 km d’épaisseur en deux mille ans peut théoriquement provoquer une décompression du manteau terrestre (favorisant la fusion du magma) dix fois plus rapide que celle générée par une remontée normale de lave. 

Cet effet permet d’expliquer l’augmentation de l’activité volcanique en Islande il y a 8000 à 10 000 ans, juste après la fonte de la majeure partie des glaces recouvrant l’île. On suspecte également les fluctuations du niveau des océans entre les périodes glaciaires et interglaciaires de moduler à hauteur de 10% la production de magma par les rides médio-océaniques.

À cet égard, la mer Méditerranée représente un cas d’étude intéressant. Entre 5,97 et 5,33 millions d’années avant notre ère, elle a en effet été isolée de l’océan Atlantique par la fermeture du détroit de Gibraltar provoquant ce qu’on appelle la crise de salinité de l’ère Messinienne. De cette époque datent des dépôts de sel de parfois plusieurs centaines de mètres d’épaisseur répartis sur la plupart des fonds marins de la Méditerranée. Ils ont vraisemblablement été formés à la suite de l’évaporation massive de l’eau de mer au cours des centaines de milliers d’années qu’a duré l’isolement. Ce scénario de l’assèchement de la Méditerranée est largement accepté, mais c’est son ampleur qui divise encore la communauté scientifique. La controverse vient surtout de la découverte, sur des terres aujourd’hui profondément immergées, d’importants canyons sous-marins datant de la même période et creusés par des rivières.

En analysant les archives géologiques sur divers sites tout autour de la mer Méditerranée, Pietro Sternai et ses collègues ont d’abord noté que le taux d’éruptions volcaniques y est presque deux fois plus important durant la seconde moitié de la crise de salinité du Messinien (c’est-à-dire lorsque les effets de l’assèchement se font le plus sentir) que durant les périodes précédentes et suivantes. 

Pour tenter d’y voir plus clair dans les causes de cette anomalie, les géologues ont modélisé l’évolution au cours du temps de la pression exercée par l’eau et les sédiments sur les fonds marins. Ils ont ainsi pu reproduire leur impact sur la production de magma.

Les modèles ont testé plusieurs scénarios différents. Et celui qui reproduit le plus fidèlement les données volcaniques que les géologues ont récoltées sur le terrain correspond à une diminution du niveau de la mer d’environ 2 km.

Des modélisations géodynamiques ont par ailleurs révélé que si les fluctuations de pression sont assez importantes et rapides, elles ont pu être transmises à travers la croûte terrestre jusqu’aux bords de la Méditerranée et même à des centaines de kilomètres à l’intérieur des terres, là où justement les éruptions volcaniques ont eu lieu durant la crise messinienne.

L’ensemble des résultats obtenus par les auteurs de l’article sont donc concordants avec le scénario d’une baisse rapide (selon les échelles temps géologiques) et, surtout, très importante du niveau de la mer Méditerranée. Un événement qui, de plus, se serait déroulé de manière synchronisée avec une recrudescence subite de l’activité volcanique sur le pourtour de la Méditerranée. 

Le bouleversement majeur qu’a été la dessiccation de Mare Nostrum a été suivi par un autre de bien plus grande ampleur: sa remise en eau. Il y a 5,33 millions d’années, en effet, l’Atlantique a finalement retrouvé son chemin à travers le détroit de Gibraltar et a commencé à se déverser dans la mer intérieure. Une étude parue dans la revue Nature du 10 décembre 2009 estime que le débit de la cataracte devait dépasser de 1000 fois celui du fleuve Amazone. Il est possible que 90% des eaux aient été transférées durant une courte période, entre quelques mois en deux ans, ce qui a dû se traduire par une montée du niveau de la mer extrêmement abrupte avec des pics de plus de 10 mètres par jour.