La crise de salinité messinienne et la mégacrue zancléenne
La brèche s’est ouverte près de l’actuel détroit de Gibraltar, d’abord comme une lente fuite d’eau atlantique par-dessus un seuil que la tectonique et l’érosion avaient amené au bord de la rupture. Cette phase lente a pu durer jusqu’à plusieurs milliers d’années. Dès que l’érosion a creusé le chenal au-delà d’une profondeur critique, le débit s’est accéléré, le chenal s’est creusé davantage, et le système s’est emballé : environ quatre-vingt-dix pour cent de l’eau transférée est passée en une période comprise entre quelques mois et deux ans. Le débit de pointe a atteint environ 100 millions de mètres cubes par seconde, soit près de trois ordres de grandeur au-dessus du débit actuel de l’Amazone, dans un chenal long de 200 kilomètres et profond d’au moins 250 mètres. Le bassin récepteur se trouvait entre deux et quatre kilomètres sous le niveau de l’océan mondial ; son fond était sec et recouvert d’une croûte de sel, et des canyons entaillaient ses marges, creusés par des fleuves qui s’ajustaient depuis plusieurs centaines de milliers d’années à un niveau de base en baisse. Derrière ce mur, la mer montait de plus de dix mètres par jour au plus fort de l’événement. C’est l’événement géologique connu sous le nom de mégacrue zancléenne, et il constitue la scène finale de la crise de salinité messinienne : l’épisode qui, il y a entre environ 5,97 et 5,33 millions d’années, a fait passer la Méditerranée d’un bassin marin ouvert à un système restreint, soumis à l’évaporation, qui a fini par précipiter environ un million de kilomètres cubes de sel.
Lorsque l’hypothèse de la dessiccation a été avancée pour la première fois, au début des années 1970, la plupart des géologues marins l’ont rejetée. Les preuves sont aujourd’hui devenues classiques : une couche de sel épaisse en moyenne d’environ 1,5 kilomètre dans les bassins profonds de la Méditerranée, dépassant localement les deux kilomètres ; des canyons du Nil et du Rhône creusés à des profondeurs vertigineuses sous leurs cours actuels ; du gypse en niveaux peu profonds et exploitables, de Chypre à Sorbas ; de la halite extraite aujourd’hui, près d’Agrigente, de bancs précipités dans une mer presque entièrement évaporée. Presque tout le reste demeure contesté : jusqu’à quel point le bassin s’est réellement asséché, si c’est la tectonique ou le climat qui a refermé le passage, et comment, exactement, le remplissage s’est déroulé.
1970 : le Glomar Challenger et la découverte des évaporites des grands fonds
En août 1970, le navire de forage Glomar Challenger est entré en Méditerranée pour le Leg 13 du Deep Sea Drilling Project. Les responsables scientifiques de la campagne étaient Kenneth J. Hsü, de l’ETH Zürich, et William B. F. Ryan, du Lamont-Doherty Geological Observatory ; la micropaléontologue de bord était Maria B. Cita, de l’Università di Milano, qui avait déjà été l’une des deux premières femmes à embarquer sur le Glomar Challenger. Ils traversaient des vases pliocènes lorsque leurs carottes ont commencé à remonter quelque chose d’anormal. Sous les carbonates pélagiques meubles, le trépan ne cessait de s’enfoncer dans du gypse lité, de l’anhydrite et du sel gemme : des minéraux qui se forment quand l’eau de mer s’évapore, et non quand les sédiments s’accumulent lentement sur un fond profond et calme.
Le premier article, rédigé à la hâte et publié dans Nature en mars 1973, s’intitulait simplement « Late Miocene desiccation of the Mediterranean ». Hsü, Ryan et Cita y soutenaient que la couche d’évaporites sous les plaines abyssales ne pouvait s’expliquer que d’une seule façon : la Méditerranée s’était asséchée à plusieurs reprises pour devenir une cuvette chaude et hypersaline, peut-être plusieurs kilomètres sous le niveau de l’océan mondial, et l’eau de mer n’y avait été réadmise que par intermittence, juste assez pour que le sel continue de s’accumuler. L’idée s’est heurtée à un mur d’incrédulité. Les bassins profonds ne s’assèchent pas. Ils contiennent trop d’eau ; le bilan thermique était faux ; la chute du niveau marin déduite du côté méditerranéen, de l’ordre d’un à deux kilomètres, paraissait physiquement extravagante. Pendant plus d’une décennie, des modèles concurrents, des compromis du type « eau peu profonde, bassin profond » dans lesquels le sel se formait dans des lagunes marginales avant de s’enfoncer par subsidence, ont conservé un poids considérable. La controverse s’est dissipée sous le poids convergent des preuves : affleurements à terre, profils sismiques et géométrie de canyons fluviaux enfouis qu’aucune précipitation lagunaire marginale ne pouvait expliquer.
Les mémoires de Hsü, parus en 1983 sous le titre The Mediterranean Was a Desert (Princeton University Press), retracent l’acceptation progressive de l’hypothèse de la dessiccation tout au long de la fin des années 1970 et du début des années 1980. À l’époque de la monographie de consensus du CIESM en 2008 et de la revue de synthèse de Roveri et de ses collègues dans Marine Geology en 2014, la dessiccation était devenue le cadre de travail, même pour ceux qui divergeaient sur les détails.
Cadre tectonique : les passages entre l’Atlantique et la Méditerranée au Miocène supérieur
Pour comprendre ce qui s’est passé au Miocène supérieur, il faut se rappeler que la Méditerranée est un vestige. C’est ce qui reste de la Téthys, le grand océan équatorial qui séparait autrefois la Laurasia du Gondwana, après que l’Afrique et l’Arabie ont pivoté vers le nord et se sont soudées à l’Eurasie au cours d’une série d’orogenèses qui ont édifié l’Atlas, les Bétiques, les Apennins, les Hellénides et les Taurides. Au Tortonien, il y a environ huit millions d’années, la connexion téthysienne vers l’est avait déjà disparu. L’eau atlantique gagnait la Méditerranée par deux corridors : le détroit bétique, à travers ce qui est aujourd’hui le sud de l’Espagne, et le corridor rifain, à travers le nord du Maroc. L’actuel détroit de Gibraltar, plus étroit que l’un ou l’autre de ses prédécesseurs, n’existait pas encore comme passage marin.
La convergence entre l’Afrique (Nubie) et l’Ibérie est lente mais persistante. À l’échelle des plaques, le mouvement Nubie–Eurasie dans la Méditerranée occidentale atteint environ 4–5 mm/an, mais une fraction seulement de ce mouvement — environ 2 mm/an dans la région d’Alboran, avec des vitesses actuelles de 1,7–3,0 mm/an à travers l’arc de Gibraltar (Galindo-Zaldivar et al., 2022) — est réellement absorbée au niveau du détroit lui-même. Les passages bétique et rifain se sont rétrécis tout au long du Miocène supérieur, tandis que l’arc de Gibraltar roulait vers l’ouest et se soulevait. Wout Krijgsman et ses collègues, qui travaillaient sur le bassin de Taza-Guercif au Maroc et sur des sapropèles cycliques en Italie et en Espagne, ont daté avec une précision astronomique la fermeture de la dernière connexion atlantique dans leur article de référence de 1999 paru dans Nature. Le début du dépôt des évaporites dans toute la Méditerranée est calé à 5,97 ± 0,02 millions d’années. La fin, lorsque des conditions marines normales reprennent brutalement dans le stratotype du Zancléen à Eraclea Minoa, en Sicile, se situe à 5,33 millions d’années. Au cours de ces 640 000 ans, la Méditerranée est devenue quelque chose que la planète n’a plus produit depuis : un évaporateur à l’échelle d’un bassin, de la taille d’une mer continentale.
La tectonique a presque certainement été la première à restreindre l’apport d’eau. Le coup fatal, celui qui a coupé complètement l’alimentation atlantique, n’a jamais été tranché. L’article publié dans Nature en 2011 par Daniel García-Castellanos et Antonio Villaseñor, qui modélise l’arc de Gibraltar comme un équilibre entre la roche qui se soulève et l’eau qui entaille, soutenait que le système peut se tenir en équilibre sur le fil du rasoir : le soulèvement tectonique rétrécit le passage et étrangle l’apport d’eau, mais l’écoulement sortant, en s’accélérant, érode le seuil et le rouvre, parfois de façon catastrophique. Le forçage glacio-eustatique, lui, est venu du sud. Ohneiser et ses collègues, travaillant sur des archives sédimentaires de l’Antarctique, ont montré que l’inlandsis antarctique s’était étendu presque exactement au bon moment, abaissant le niveau marin mondial de plusieurs dizaines de mètres vers 6 Ma : une aspiration qui, appliquée à un passage déjà étranglé par la tectonique, a probablement suffi à achever le travail.
La séquence évaporitique : du carbonate à la halite, puis à la potasse
La chimie d’un bassin marin en cours d’évaporation est simple. Le carbonate de calcium précipite en premier, puis le sulfate de calcium, puis le chlorure de sodium, puis les sels d’eaux-mères, potassiques et magnésiens. Concentrer par évaporation un volume fini d’eau de mer produit une séquence en couches : un carbonate dolomitique à la base, puis du gypse, de la halite et, seulement à des concentrations d’environ soixante fois la salinité normale, de la kaïnite, de la carnallite et d’autres minéraux de la potasse qui marquent une dessiccation quasi totale.
La Méditerranée a produit la séquence complète. La synthèse de Roveri et al. (2014) la décrit en trois stades. Le stade 1, de 5,97 à environ 5,60 Ma, a déposé le Gypse inférieur primaire : jusqu’à seize cycles d’origine précessionnelle, faits de couples sélénite-marne, superbement exposés aujourd’hui dans les badlands de la Vena del Gesso, dans le nord des Apennins, dans la formation de Yesares à Sorbas, en Andalousie, et dans la formation Gessoso-Solfifera de Sicile. Ces cycles de gypse se sont formés dans des sous-bassins marginaux de moins de deux cents mètres de profondeur, tandis que la Méditerranée centrale accumulait des schistes argileux riches en matière organique et appauvris en oxygène. Le stade 2, qui n’a duré que cinquante mille ans, entre environ 5,60 et 5,55 Ma, est l’apogée : le « géant de sel » méditerranéen. Le stade 3, de 5,55 à 5,33 Ma, correspond au Gypse supérieur et aux dépôts saumâtres du Lago Mare, qui comblent le bassin tout à la fin.
La taille du géant de sel est le chiffre le plus souvent mal cité. Le nombre qui s’est imposé dans la littérature, issu de la synthèse DSDP originale de Hsü et confirmé par toutes les compilations ultérieures, y compris la monographie du CIESM et la récente revue de Krijgsman et al. (2024) dans Nature Reviews Earth & Environment, est d’environ un million de kilomètres cubes de sel, soit environ cinq pour cent du sel actuellement dissous dans l’océan mondial. L’action COST MEDSALT et le réseau de formation SALTGIANT décrivent une couche unique d’environ 1,5 km d’épaisseur moyenne dans les bassins profonds de la Méditerranée, dépassant localement les deux kilomètres. Manzi et al. et Lugli et al., qui travaillent dans la mine de sel de Realmonte, en Sicile, l’un des rares endroits où la halite du bassin profond est accessible à pied à un géologue, mesurent de quatre cents à six cents mètres de sel stratifié, divisé en quatre unités lithologiques, dont des niveaux de kaïnite de dix-huit mètres d’épaisseur. Les fentes de contraction polygonales qu’ils décrivent dans le sel supérieur sont du type de celles que l’on trouve sur le fond des playas actuelles. Elles impliquent, au moins localement, que même le bassin profond central a parfois été exondé.
Le sel lui-même : les affleurements de Realmonte et de Sorbas, et l’enregistrement des bassins profonds
La mine de sel de Realmonte, à Contrada Scavuzzo, près d’Agrigente, sur la côte sud de la Sicile, est l’affleurement le plus accessible de la halite messinienne des bassins profonds. Les parois sont faites de halite pâle, rubanée de blanc et de gris selon des cycles d’évaporation annuels, intercalée de kaïnite : le sulfate de potassium et de magnésium qui exige la concentration la plus extrême de l’eau de mer. Les 130 kilomètres de galeries de la mine s’étagent de +60 à −252 m d’altitude, et une petite chapelle taillée dans le sel, en profondeur, est dédiée à sainte Barbe, patronne des mineurs. Le sel lui-même, daté par Manzi et ses collègues entre 5,60 et 5,55 Ma, s’est accumulé en cinquante mille ans. À l’intérieur des cristaux, des inclusions fluides conservent des gouttes de la saumure qui les a formés.
C’est l’étendue géographique des dépôts qui a fini par trancher le débat sur la dessiccation. Du gypse d’âge messinien affleure en unités stratigraphiques cohérentes sur plus de mille kilomètres : à Sorbas, dans le sud-est de l’Espagne, dans la Vena del Gesso de Romagne, dans toute la Sicile centrale, dans le bassin de Pissouri à Chypre, et en fragments en Crète et à Zante. Sous les plaines abyssales, les profils de sismique réflexion voient dans le sel un réflecteur fort et continu, le réflecteur dit M, coiffé de la discordance que les carottes du DSDP ont récupérée par en dessous. Partout où des trépans ou des forages de l’industrie pétrolière l’ont atteinte, la halite stratifiée est au rendez-vous. Les géants de sel d’une ampleur comparable sont rares dans les archives géologiques : le Zechstein permien, l’Atlantique Sud aptien, une poignée d’exemples plus anciens. Le Messinien est le plus récent, et le seul dont les conditions aux limites tectoniques et océanographiques sont encore reconnaissables dans le paysage actuel.
Jusqu’à quel point le bassin s’est réellement asséché fait toujours débat. Aloisi et al. (2024), en analysant les isotopes du chlore dans la halite, ont identifié deux phases d’accumulation du sel. Dans la première (~35 kyr), le sel ne s’est déposé que dans la Méditerranée orientale, à partir d’un bassin rempli de saumure encore relié à l’Atlantique. Dans la seconde, un rabattement évaporatif rapide (<10 kyr) a abaissé le niveau de la mer de 1,7–2,1 km dans le bassin oriental et d’environ 0,85 km dans l’ouest. García-Castellanos et al. (2025, Science Advances) ont utilisé un modèle d’évolution des paysages pour montrer que la capture érosive de systèmes lacustres environnants, en particulier la Paratéthys, drainés progressivement par le Bosphore, la mer Égée et les Portes de Fer, a alimenté la Méditerranée en eau pendant tout le stade 3, sous la modulation du forçage climatique orbital. Leur reconstitution est une histoire du niveau marin à oscillations kilométriques, et non un abaissement unique et régulier ; elle rend compte des faunes saumâtres du Lago Mare sans exiger d’apport marin direct. Des travaux de modélisation plus anciens de Meijer et Krijgsman (2005) avaient déjà suggéré que même une Méditerranée totalement isolée s’assécherait jusqu’à environ un kilomètre et demi sous le niveau marin mondial avant que l’évaporation ne s’équilibre avec le faible apport d’eau douce des fleuves et des pluies. La littérature est réellement divisée sur la profondeur maximale de l’abaissement — les estimations vont de quelques centaines de mètres à près de trois kilomètres —, et ce désaccord est la principale raison pour laquelle le programme de forage IODP/IMMAGE, qui a envoyé le JOIDES Resolution dans le golfe de Cadix et en mer d’Alboran lors de l’expédition 401 en 2023–2024, existe tout simplement.
La phase Lago Mare et les fleuves d’un bassin exondé
La Méditerranée asséchée n’était pas sans vie. La phase Lago Mare, durant les deux cent mille dernières années de la crise, a laissé des sédiments saumâtres et lacustres qui s’étendent du bassin du Pô jusqu’à Chypre, avec des faunes de mollusques à forte affinité paratéthysienne — ostracodes et bivalves cardiidés dont les plus proches parents vivaient dans la proto-Caspienne, au nord-est. Andreetto et al. (2021) ont passé en revue en détail les indices du Lago Mare. L’eau stagnait dans un grand nombre des sous-bassins les plus profonds pendant une bonne partie du stade 3, souvent plus douce que l’eau de mer normale, alimentée par les fleuves d’Europe et, par intermittence, par des déversements du système de la Paratéthys à travers des corridors dont la géographie reste incertaine. Les Méditerranées orientale et occidentale ont probablement été séparées pendant de longues périodes par le seuil de Sicile émergé, et la chimie de part et d’autre a évolué de façon indépendante.
Là où le plancher océanique était exondé, les fleuves ont réagi. Avec un niveau de base abaissé d’un kilomètre ou davantage, tous les cours d’eau qui se jetaient dans le bassin se sont encaissés. Le Rhône a creusé une gorge sous ce qui est aujourd’hui la Provence, repérée dans des diagraphies de puits sous la Camargue et suivie vers l’amont jusqu’à Lyon ; son remplissage pliocène atteint jusqu’à un kilomètre de profondeur. Le Nil a entaillé un canyon aujourd’hui enfoui sous Le Caire, reconnu lors des premières explorations pétrolières du delta du Nil ; son fond rocheux se situe à plus de deux mille mètres sous le niveau marin actuel. Le Var, l’Èbre, le Pô, ainsi que de plus petits cours d’eau de Grèce et d’Anatolie, ont tous creusé des gorges d’âge messinien que connaissent bien les stratigraphes sismiques de l’industrie offshore, car des réservoirs pétroliers se logent dans leurs remplissages. García-Castellanos et ses collègues ont utilisé ces canyons comme la preuve géomorphologique la plus directe que le niveau de base, du côté méditerranéen, avait dû chuter de 2 500 m ou plus pendant la crise. Les canyons sont d’origine érosive, et non sédimentaire. Ils exigent un plan d’eau bas, maintenu pendant des centaines de milliers d’années.
Sur les marges exondées, les faunes de mammifères se sont mélangées. Les archives messiniennes montrent des échanges de mammifères à travers des corridors auparavant marins, notamment un mélange faunique entre l’Afrique du Nord et l’Ibérie. La structure génétique profonde des phanérogames marines de Méditerranée de part et d’autre du détroit de Sicile et la phylogéographie des lézards de muraille du genre Podarcis entre l’Ibérie et l’Afrique du Nord conservent la signature d’une mer qui a brièvement cessé d’être une barrière.
Ce qui a fermé les passages : forçages tectonique et glacio-eustatique
Deux mécanismes ont été proposés, et ils ont probablement agi de concert : la restriction tectonique des passages et la baisse glacio-eustatique du niveau marin.
L’argument tectonique est simple. La limite de plaques entre l’Afrique et l’Ibérie convergeait, et converge toujours, de quatre à cinq millimètres par an. Les corridors bétique et rifain, qui acheminaient l’eau atlantique au Tortonien, se sont rétrécis régulièrement au cours du Miocène supérieur tandis que l’arc de Gibraltar roulait vers l’ouest et que le bloc d’Alboran se soulevait. Les travaux de terrain de Krijgsman dans le bassin de Taza-Guercif ont montré que le corridor rifain s’est fermé en premier, vers 6,7 à 6,0 Ma, par étapes liées à des transitions précises du marin au continental. Govers (2009) a modélisé le système comme un lent « étranglement », la crise de salinité se déclenchant lorsque le seuil de blocage de l’écoulement profond sortant a été franchi. L’article de Booth-Rea, Ranero et Grevemeyer paru dans Scientific Reports (2018) a ajouté un acteur moins attendu : un arc volcanique du Miocène supérieur, dans l’est du bassin d’Alboran, édifié en partie par le recul du panneau plongeant, qui barrait directement la voie d’entrée de l’eau atlantique et a pu fonctionner comme un barrage topographique.
L’argument climatique est tout aussi bien étayé. Ohneiser et ses collègues (2015) ont tiré de carottes sédimentaires antarctiques une expansion brutale de l’inlandsis de l’Antarctique de l’Est à presque exactement 6 Ma. Cette expansion a aspiré plusieurs dizaines de mètres d’eau de l’océan mondial. La baisse relative du niveau marin au détroit de Gibraltar qui en a résulté, dans leur modèle, a duré environ cinquante mille ans et s’est accompagnée d’une flexion lithosphérique à mesure que la masse d’évaporites s’empilait sur le plancher du bassin. Il est douteux que cette impulsion glacio-eustatique ait fermé le passage à elle seule, mais combinée à l’exhaussement tectonique progressif du seuil, elle a tout d’un déclencheur.
Le modèle de García-Castellanos et Villaseñor (2011), qui traite le soulèvement et l’érosion comme deux termes concurrents d’une même équation, pourrait bien s’avérer le bon cadre. Dans leurs expériences numériques, le système peut se maintenir pendant des centaines de milliers d’années près du seuil de fermeture, de relativement faibles perturbations, que ce soit de la vitesse de soulèvement ou du niveau marin, suffisant à lui faire franchir ce seuil. Ce tableau concorde avec la cyclicité que Krijgsman documente dans les archives évaporitiques et avec la brutalité de l’arrêt final.
La mégacrue zancléenne : un chenal de 200 km et le modèle d’incision de 2009
La crue qui a mis fin à la crise, lorsqu’elle est venue, ne s’est pas annoncée par un mur d’eau. García-Castellanos et al. (2009, Nature) ont réinterprété un chenal d’érosion connu grâce à la sismique de l’industrie offshore : long de 200 km, incisé de plus de 250 m dans le socle miocène, continu depuis le golfe de Cadix, à travers le détroit, jusqu’à la mer d’Alboran. Des interprétations antérieures l’avaient lu comme fluviatile : un réseau hydrographique creusé pendant la dessiccation, lorsque le niveau de base méditerranéen se trouvait bien en dessous de celui de l’Atlantique. L’article de 2009 a montré que cette géométrie est incompatible avec celle d’un cours d’eau. La coupe transversale est en U, le chenal s’élargit et s’approfondit vers l’est, et il franchit des hauts topographiques qu’aucun cours d’eau de drainage ne traverserait. La géométrie correspond à celle d’une crue.
Elle correspond bien à une crue. En adoptant un modèle d’incision issu des rivières de montagne, paramétré à partir de valeurs d’érodabilité du substratum rocheux tirées d’études indépendantes, ils ont fait tourner la géométrie à rebours. La solution de référence a convergé vers une crue dans laquelle environ quatre-vingt-dix pour cent de l’eau transférée est passée en une période comprise entre plusieurs mois et deux ans. Le débit de pointe a atteint environ 100 millions de mètres cubes par seconde. Le niveau de la mer en Méditerranée montait à des vitesses de plus de dix mètres par jour. La crue a érodé le seuil de Camarinal et le détroit dans son ensemble sur des centaines de mètres, avec une érosion régressive qui s’est propagée jusqu’à quatre-vingts kilomètres vers l’ouest, dans la marge atlantique. Pour donner une idée de l’échelle : au maximum de son débit, la crue zancléenne charriait environ cinq cents fois le débit actuel de l’Amazone, soit environ six à dix fois le débit de pointe généralement estimé pour les crues de débâcle glaciaire de Missoula qui ont ravagé les Channeled Scablands de l’est de l’État de Washington.
Le modèle a été confronté à des preuves indépendantes. Estrada et al. (2011) ont relevé des signatures d’apports pulsés d’eau atlantique dans les contourites du bassin d’Alboran. Micallef et ses collègues (2018), à partir de données sismiques et bathymétriques à haute résolution de la Méditerranée orientale, ont identifié un prisme chaotique, sismiquement transparent, épais de jusqu’à 860 m, au pied de l’escarpement de Malte — le dépôt des eaux de la crue lorsqu’elles se sont déversées de la Méditerranée occidentale par-dessus le seuil de Sicile dans le bassin ionien. Spatola et al. (2020) ont étayé l’hypothèse d’une crue catastrophique unique par des indices géophysiques provenant du même bassin oriental.
Le véritable désaccord porte sur la durée et la brutalité. Abril et Periáñez (2016) ont mené des simulations de mécanique des fluides numérique et obtenu des durées de remplissage de quelques années à quelques décennies, selon la géométrie supposée du seuil — plus lentes que le minimum de García-Castellanos, mais encore bien plus rapides que n’importe quel analogue holocène. La revue de García-Castellanos et al. de 2020 dans Earth-Science Reviews a concilié l’essentiel des travaux publiés en une crue en une seule étape, avec une impulsion principale de plusieurs mois ; mais l’extrémité « mois » de la fourchette reste une préférence de modèle plutôt qu’un fait mesuré. Le plus récent article de García-Castellanos et al. (2025), paru dans Science Advances, complique encore le tableau en suggérant que la baisse du niveau marin au cours du stade 3 était elle-même oscillante : la surface que la crue a rencontrée n’était donc pas un fond de bassin uniformément sec, mais un système de lacs hypersalins en partie remplis d’eau, à des profondeurs variables.
La remise en eau zancléenne : oxygénation, biologie et limite du Pliocène
Lorsque son débit s’est réduit, la crue avait produit une Méditerranée de nouveau reliée à l’Atlantique, avec un détroit de Gibraltar plus étroit et plus profond que ses prédécesseurs et un plancher océanique recouvert de sel. L’étage Zancléen du Pliocène tire son nom de Zancle, l’ancien nom grec de Messine, et son stratotype mondial se trouve à Eraclea Minoa, en Sicile, où des marnes de Trubi pâles — des vases à foraminifères planctoniques de milieu marin ouvert — reposent directement sur le gypse messinien par un contact net et propre. Le changement biostratigraphique à travers cette surface est l’un des plus brusques de l’enregistrement cénozoïque. En quelques centimètres, les ostracodes du Lago Mare, appauvris en évaporites, cèdent la place à une faune de foraminifères entièrement atlantique.
Amarathunga et al. (2025, PNAS), à partir de biomarqueurs lipidiques et de traceurs redox dans des carottes, ont montré que la Méditerranée a été brièvement oxygénée juste après le remplissage zancléen, l’eau atlantique froide et dense balayant un bassin qui était stratifié et anoxique. Le rétablissement biologique a toutefois été incomplet. La Méditerranée actuelle est appauvrie par rapport à l’Atlantique, avec environ la moitié de la richesse spécifique que l’on attendrait de sa seule superficie, et un gradient de diversité est-ouest qui remonte, en définitive, au goulet d’étranglement de la remise en eau zancléenne. De nombreuses lignées endémiques de poissons, de phanérogames marines et d’invertébrés benthiques de la Méditerranée du Miocène supérieur n’ont pas survécu à la crise et ont été remplacées à partir du pool génétique atlantique lorsque les portes se sont rouvertes. Les études phylogéographiques modernes des organismes méditerranéens sont compatibles avec cette remise à zéro postérieure à la crise, même si les cycles climatiques du Pléistocène ultérieur et la circulation actuelle ont aussi façonné les schémas que nous observons aujourd’hui.
Le sel, lui, est resté en place. Enfoui sous des sédiments plus jeunes, il a fait ce que fait le sel — il a flué. Des diapirs de sel se dressent sur le plancher du bassin levantin, au sud de Chypre, au large de la marge algérienne, au large de la Provence et de la marge des Baléares. Ils forment des pièges à hydrocarbures et des dangers pour les forages profonds. Dans la littérature récente, ils apparaissent aussi comme des habitats de communautés microbiennes chimiosynthétiques vivant dans des poches de saumure profondes alimentées par la dissolution de la halite. L’industrie européenne des hydrocarbures a un intérêt très concret pour le géant de sel méditerranéen : d’importantes accumulations de gaz et de pétrole plio-pléistocènes se trouvent au-dessus et à côté de lui, et la géométrie de tout réservoir potentiel dépend de la compréhension de la manière dont le sel sous-jacent s’est déformé depuis le Zancléen. L’action COST MEDSALT, qui s’est déroulée de 2016 à 2020, et le réseau de formation SALTGIANT Marie Skłodowska-Curie qui lui a succédé ont été mis en place en partie pour coordonner la science universitaire et industrielle autour de ce corps de sel. L’expédition 401 de l’IODP, en 2023–2024, a foré l’enregistrement de la marge atlantique de part et d’autre de Gibraltar ; les forages terrestres prévus de l’ICDP dans le sud de l’Espagne et au Maroc visent à encadrer le passage des deux côtés pour la première fois.
La surface d’érosion messinienne et la Méditerranée actuelle
La crise messinienne reste visible dans le bassin actuel, 5,3 millions d’années après le remplissage zancléen. La Méditerranée est anormalement salée pour un océan — environ 38 grammes par litre contre 35 pour l’Atlantique — parce que l’évaporation continue de dépasser les apports des fleuves et que seul l’étroit échange de Gibraltar la réalimente. La topographie du plancher océanique conserve encore la surface d’érosion messinienne enfouie sous la forme d’un horizon cartographiable à l’échelle régionale : une discordance déchiquetée, taillée à l’époque où le bassin était à sec. Le Nil, le Rhône, le Var et le Pô n’ont fini de combler leurs gorges messiniennes qu’au Quaternaire ; le remplissage pliocène, meuble, est localement à l’origine de problèmes de stabilité des sols au Caire et à Marseille. Le géant de sel lui-même, malgré cinq millions d’années de subsidence et d’enfouissement, n’a pas encore atteint une pleine maturité tectonique : il continue de fluer à l’échelle des temps géologiques, engendrant une lente déformation du plancher océanique que révèlent les levés bathymétriques répétés.
La crise a aussi laissé une empreinte sur l’océan mondial. Retirer environ cinq pour cent du sel dissous de l’océan mondial, même temporairement, modifie la densité de l’eau de mer. Topper, Trabucho-Alexandre, Tuenter et Meijer (2011) ont modélisé la réponse de l’océan et conclu que cette extraction de sel aurait sensiblement réduit la formation de l’eau profonde nord-atlantique pendant la crise elle-même, avec de possibles rétroactions sur le climat mondial. La remise en eau complète a ensuite remis le sel en solution progressivement, à mesure que la halite du fond du bassin se dissolvait et entrait en convection. La revue de Krijgsman et al. de 2024, parue dans Nature Reviews Earth & Environment, soutient que le Messinien a été, en ce sens, un événement planétaire.
Cela pourrait-il se reproduire ?
La convergence entre l’Afrique et l’Ibérie ne s’est pas arrêtée. La modélisation des mouvements de plaques et les mesures GNSS, notamment les résultats de Galindo-Zaldivar et al. (2022) obtenus avec le réseau du Campo de Dalias, montrent un raccourcissement continu nord-ouest–sud-est d’environ 1,7 à 3,0 mm par an à travers l’arc de Gibraltar. À ces vitesses, le détroit de Gibraltar finira par se refermer, au sens trivial où tout passage maritime soumis à une compression continue finit par se fermer, à l’échelle de plusieurs millions d’années. La question de savoir si la Méditerranée se dessécherait alors une seconde fois dépend de l’état du climat au moment de la fermeture : la Méditerranée actuelle s’évapore d’environ un mètre par an de plus qu’elle ne reçoit des fleuves et de la pluie ; sans réapprovisionnement atlantique, le bassin baisserait donc de façon mesurable en quelques décennies et de façon substantielle en quelques millénaires. Qu’elle devienne un jour entièrement évaporitique dépendrait de la question de savoir si la fermeture se produisait sous un climat froid et sec (dessiccation probable) ou sous un climat humide (abaissement seulement partiel).
L’architecte allemand Herman Sörgel a proposé, dans un projet qu’il avait baptisé Atlantropa, de raccourcir volontairement le calendrier. Son plan, élaboré sérieusement dans les années 1920 et 1930, aurait barré le détroit de Gibraltar et les Dardanelles, abaissé la Méditerranée de plusieurs centaines de mètres pour dégager de nouvelles terres agricoles, et alimenté le barrage grâce à la hauteur de chute ainsi obtenue. Atlantropa était techniquement irréalisable et aurait déplacé les populations de toutes les côtes méditerranéennes, mais, en tant qu’expérience de pensée, c’était en fait une étude de faisabilité d’une dessiccation partielle provoquée par l’ingénierie. La leçon moderne qui importe est climatique. La crise de salinité a manifestement modifié la chimie de l’océan mondial, et peut avoir infléchi le climat ; la répéter délibérément serait une expérience à l’échelle planétaire, sans bouton d’arrêt.
Questions ouvertes : forage des bassins profonds, IMMAGE et la campagne IODP de 2024
Le cadre de la crise messinienne s’est consolidé, mais le test le plus profond reste à faire. Aucun trépan n’a encore ramené de carotte continue à travers le géant de sel messinien des bassins profonds. Le Glomar Challenger, en 1970, a atteint le sommet du sel sur plusieurs sites et, par endroits, l’a foré sur quelques dizaines de mètres ; les campagnes DSDP et ODP suivantes ont apporté des précisions en marge. Mais la succession centrale de 1,5 kilomètre, avec tout ce qu’elle peut conserver de micro-organismes, de chimie de saumure et de stratigraphie à l’échelle des sous-étages, n’a jamais été touchée. Le projet terre-mer IMMAGE, qui a porté l’IODP 401 et les forages terrestres prévus de l’ICDP à travers les corridors bétique et rifain, est un pas vers cet objectif ; des forages plus profonds dans les bassins levantin ou baléare constituent l’étape suivante. Les réseaux MEDSALT et SALTGIANT ont été structurés sur l’hypothèse que ces carottes finiront par exister.
Si elles voient le jour, plusieurs questions en dépendent. Combien y a-t-il eu d’épisodes d’assèchement, réellement ? La cyclostratigraphie précessionnelle de Krijgsman en suggère des dizaines ; le sel lui-même n’enregistre peut-être qu’un seul paroxysme de cinquante mille ans. Jusqu’où le bassin s’est-il asséché au maximum ? Les travaux de 2024–2025 sur les isotopes du chlore et la modélisation désignent un abaissement kilométrique, mais les preuves stratigraphiques directes d’une exposition subaérienne sur le fond profond restent rares. Qu’y vivait-il ? Les communautés microbiennes endolithiques récupérées dans des saumures hypersalines actuelles, ainsi que les biomarqueurs lipidiques extraits par Rouwendaal et al. (2025) du gypse sicilien, suggèrent que même à l’apogée de la crise, le bassin n’était pas stérile ; la vie microbienne sous le plancher océanique, dans le géant de sel, reste l’une des frontières actives du programme SALTGIANT.
Le stratotype d’Eraclea Minoa : le contact entre le Messinien et le Zancléen
À Eraclea Minoa, sur la côte sud de la Sicile, le contact entre le Messinien et le Zancléen est une surface nette, légèrement ondulée, dans laquelle vous pouvez enfoncer l’ongle. En dessous, du gypse brun et des marnes saumâtres. Au-dessus, la formation de Trubi, pâle comme de la craie, riche en foraminifères et couleur de lin blanchi. Cette ligne est le plancher d’un ancien désert et le plancher d’une mer revenue ; en quelques centimètres de coupe, vous pouvez voir le passage d’une Méditerranée à l’autre.
