Petit traité de géologie des Bahamas pour les amis-navigateurs

Avant-propos

Depuis toujours lorsque je voyage je m'interroge sur la genèse des paysages et des reliefs que j'observe. C'est une seconde nature.  Invariablement, c'est la géologie qui détient la clé de toutes les réponses. C'est donc tout naturellement que je me suis familiarisé à ses grands principes.

Au cours de mes navigations dans les Bahamas j'ai rencontré plusieurs collègues navigateurs qui partageaient avec moi cette curiosité. Ce petit traité est aussi pour eux.


Mise en contexte

Il faut imaginer les Bahamas comme une gigantesque assiette déposée à l'envers sur le fond de l'océan. Seulement quelques parcelles de l'assiette au-dessus de l'eau forment les îles de l'archipel.  La quasi- totalité de la surface représentée par le fond de l'assiette est recouverte de quelques mètres d'eau. Sur une image satellite des Bahamas le contraste entre le bleu de l'océan et le bleue pâle des bancs est saisissant. En plus d'appréhender la sublime beauté de cet ensemble, cette vue de l'espace permet d'entrevoir la superficie que représente les bancs bahamiens.

En annexe vous trouverez des cartes des archipels des Bahamas et des Exumas afin de localiser les sites d'intérêts.



L'Archipel des Bahamas est formé essentiellement par l'empilement au cours des âges géologiques de calcaire d'origine biologique. Des forages sur le ''Great Bahamas Bank'' ont permis d'évaluer à plus de 4000 mètres l'épaisseur du socle de calcaire bahamien. Le mécanisme à l'origine de cette accumulation provient de la séquestration par le plancton du carbone dissout dans la mer.


''Ces endroits, ils sont vastes: ce sont les plateaux continentaux et les plates-formes insulaires qui se situent, en gros, entre les latitudes 30° N et 30° S (pour simplifier, disons les mers tropicales). Sur ces plateaux, la vie benthique (celle qui se trouve sur le fond des mers) est abondante, grâce à la combinaison de trois éléments essentiels à sa prolifération: une intensité d'illumination élevée parce qu'en milieu peu profond, une température chaude et une bonne oxygénation de l'eau grâce à une production importante par les photosynthétiseurs. Un grand nombre d'organismes sécrètent un squelette calcaire (calcite ou aragonite) qui après la mort de l'organisme contribue à la charge sédimentaire sous forme de particules (charge allochimique). En fait, sur les plateaux des mers tropicales, ce sont essentiellement ces sédiments issus de la production biologique qui dominent. Les beaux sables blancs des plages tropicales en sont un bon exemple. On parle alors de plateaux ou de plates-formes calcaires. ''

Tiré de ''Planète Terre'' de Paul-André Bourque.


De l'importance de la séquestration du carbone dans la croûte terrestre

Le carbone atmosphérique engendre un important effet de serre contribuant au réchauffement des températures sur terre. Sans le captage du CO2 dans la croûte terrestre au cours des temps géologiques les températures moyennes sur terre auraient été trop élevées pour que la vie puisse apparaître et prolifèrée.

Il est assez dramatique de constater que l'usage colossal des hydrocarbures de nos civilisations industrielles remettent sans vergogne dans l'atmosphère le CO2 que la nature a mise des millions d'années à séquestrer.  Et comble d'ironie, les grandes formations de calcaire ont été grâce à leur porosité intrinsèque des milieux propices à la genèse de vastes gisements d'hydrocarbure.



Histoire géologique des Bahamas

De 200 à 50 millions d'années

Il y a 200 millions d'années toutes les terres émergées de la planète formaient qu'une seule grande superficie appelé ''Pangée''.  On sait aujourd'hui grâce au mécanisme de la ''tectonique des plaques'' que tôt ou tard ces continents géants (il y en eu plusieurs au cours des âges géologiques) se fractionnent en unité plus petites en constant déplacement l'une par rapport à l'autre.

La dislocation de la Pangée s'est amorcée par la grande fracture à l'origine de l'océan Atlantique.  Les plaques se sont éloignées l'une de l'autre dans l'axe est- ouest permettant la mise en place de vastes plateaux continentaux sur chacune des rives du nouvel océan. Aux latitudes tropicales de cette nouvelle mer on retrouvait toutes les conditions propices à la séquestration du carbone comme mentionnée précédemment.

L'animation qui suit permet de visualiser ce lent processus




De 50 à 2 millions d'années 


Le poids que représente l'accumulation de ces squelettes microscopiques carbonés exerce une pression tel que cette matière s'agglomère pour devenir une roche calcaire. 

L'accumulation régulière du calcaire fait en sorte que la croûte terrestre s'enfonce à la même cadence que les dépôts. Ce mécanisme s'appelle la subsidence.  Pour cette raison la profondeur des mers a pu rester constante et relativement faible pendant très longtemps, condition optimum pour la séquestration du calcaire. Ce qui explique l'épaisseur exceptionnelle du socle calcaire bahamien. On a estimé que la cadence de production de la sédimentation était de 3 cm. par 1000 ans. 

 L'effet des grands courants marin en redistribuant les sédiments eu un impact sur la disposition des bancs bahamiens. On n'a simplement qu'a songer à la Floride, désormais séparé du plateau bahamien par le détroit de Floride dont la profondeur atteint par endroit 2000 mètres avec des à pic vertigineux sur les marges de leur plateau respectif.  L'incursion au sein du Grand Bahamas Banks de la bien nommé ''Tongue of the Ocean'' illustre sans équivoque l'effet qu'à eu les courants marins sur la physionomie des terres bahamiennes aujourd'hui immergées.
                                                                                                                                                                Il est difficile de se faire une image précise de l'impact de chacun de ces mécanismes dans l'évolution du territoire bahamien et d'y associer une structure en particulier. C'est le défi constant de la géologie ; plus on remonte dans le temps, plus les témoignages deviennent difficiles à circonscrire. 

La prochaine animation défile plus lentement avec une illustration graphique plus précise. Les temps géologiques sont affichés et synchroniser avec les événements en cours d'évolution. La Floride et le socle bahamien faisaient contact avec l'ouest de l'Afrique (Sénégal Guinée, Sierra-Léone ) et avec le littoral nord de l'Amérique du sud (Guyane française et erlandaiseSurinane).  




https://www.youtube.com/watch?v=2yKNhbY3Nbk

Toujours sur l'animation précédente lors du déplacement vers l'ouest de la plaque américaine, au même moment, il y a la  plaque caraibéenne qui s'approche par le sud-ouest. La collision des deux plaques engendre le glissement de la plaque américaine sous la plaque caraibéenne. C'est le mécanisme de la subduction. Les manifestions géologiques de ce mécanisme sont importantes, il provoque des séismes, le contact entre elles fissurent les plaques par laquelle le magma s'infiltre, et en bordure des points de contact entres les plaques il y a formation de ''point chaud'' source de volcanisme. A coup sûr la manifestation la plus évidente du volcanisme est l'arc antillais dont chacune des îles sont de vieux volcans issus de ces temps anciens. Pour les Bahamas il y a bien la lègère inclinaison de la lithification (vers l'îles de Cuba) des calcaires profonds pour témoigner de la subduction. Pour les séismes, le volcanisme et l'infiltration magmatique, les Bahamas d'aujourd'hui semblent exclus de ces manifestations. Mais en géologie tout peut survenir. Ces mécanismes sont toujours là, latent, il ne manque que le temps.


De 2 millions d'années à nos jours

Maintenant que nous avons vu les mécanismes plus anciens de mise en place de l'archipel, voyons les mécanismes géologiques plus récents et davantage reconnaissables qui ont façonnés le relief et le paysage des Bahamas.

Ils sont de deux ordres.

Processus en lien avec l'érosion par l'eau et le vent d'une part et celui de la variation cyclique du niveau des mers d'autres parts. En effet, les grandes glaciations survenues au cours des deux derniers millions d'années, (on en compte au moins quatre), on fait en sorte que l'érosion et la dissolution du calcaire par l'eau s'exerce sur plusieurs niveaux de rivages.  Ces deux processus sont totalement imbriqués évoluant de pair et à laquelle il faut ajouter celles de l'isostasie et de la subduction toujours actifs.


Stade de basses eaux stables (lowstand, apellation anglaise)

Le niveau moyen des mers est très bas, 100 mètres inférieur à celui d'aujourd'hui. Ce stade correspond à une intense et vaste épisode glaciaire qui a pu facilement s'étalée sur quelques  dizaines de millénaires. A ce stade le socle calcaire connait ses premières altérations par l'érosion dont l'impact majeur sera la mise en place des premiers sols meubles bahamiens.


Croquis tiré de : GEOLOGY OF THE BAHAMAS JAMES L. CAREW and JOHN E. MYLROIE Chap.3 page 108 


Stade de remonté des eaux (transgressive)

Lors du réchauffement du climat la fonte du glacier continental s'amorce relevant le niveau moyen des mers. Comme nous le mentionnons il y a eu au cours des âges plusieurs remontées avec des intensités variables sur les niveaux atteints et sur les épisodes ou elles se sont manifestées.  Deux processus dominent ici.

 L'énergie éolienne façonne les dunes avec le sol calcaire maintenant disponible. Ce sont les dunes d'éolianites. Les pluies, parfois acides et le soleil ardent de ces latitudes sont à la base du processus de cémentation du sommet des dunes. Elles deviennent très dures, c'est la lignification des dunes.
Sur le littoral le corail croît. Des lagunes, des baies prennent formes. Le corail fait barrière à l'assaut des vagues et le sol calcaire apporte le matériel, l'effet combinée de ces contributions assure la mise en place de nouvelles plages.

La géomorphologie des Bahamas se diversifie. Même si, a priori les surfaces disponibles pour supporter la vie s'amenuisent, de nouvelles niches écologiques apparaissent favorisant l'accroissement de la diversité de la vie.


Croquis tiré de : GEOLOGY OF THE BAHAMAS JAMES L. CAREW and JOHN E. MYLROIE Chap.3 page 108 

Stade de hautes eaux stables (stillstand)

Le niveau des mers est supérieur de quelques mètres à celui d'aujourd'hui et persistent une dizaine de milliers d'années. A partir des plages et dunes plus veilles, le vent charrie le sable édifiant les dunes de littoral. La végétation s'y implante contribuant à leur stabilisation. Avec le martelage incessant des vagues et l'effet des marées, les coraux anciens se désagrègent rendant disponible du nouveau matériel de remblayage des lagunes et des baies. De nouveaux massifs coralliens prennent place refermant des passages faisant surgir baies, lacs, péninsules.


Croquis tiré de : GEOLOGY OF THE BAHAMAS JAMES L. CAREW and JOHN E. MYLROIE Chap.3 page 108 

Stade d'abaissement des eaux (regressive)

Au nord tout se fige à nouveau. Le niveau des mers chute. Une aire glacière s'amorce. Les côtes exposées à l'érosion des vagues sont parfois entaillées de façon spectaculaire. Sur certain estrans l'érosion crée des replats témoignant d'un épisode stationnaire du niveau des mers. Le vent balaie les sols, les plages, les dunes construisant ailleurs de nouvelles dunes d'éolianite.  Aux endroits asséchés et peu exposés au vent le sable s'accumule exploiter rapidement par la végétation.



Croquis tiré de : GEOLOGY OF THE BAHAMAS JAMES L. CAREW and JOHN E. MYLROIE Chap.3 page 108 


 La morphologie du relief, le paysage devient plus complexe, on se rapproche de la physionomie actuelle. La faune et la flore sont favorisés et prolifèrent. En période de niveau des mers basses les bancs sont asséchés la végétation s'établit. Les lacs, les lagunes sont sillonnés par un réseau de rivières, de ruisseaux de toutes dimensions. Toute cette superficie prend l'aspect de la Floride d'aujourd'hui avec la faune et la flore de ce type d'habitat.  Il est fascinant de penser que les Bahamas de ces temps anciens, 200,000 ans avant notre ère occupait un territoire plus vaste et plus riche qu'aujourd'hui.

Comme il y a eu au moins quatre épisodes glacière la physionomie du terrain était davantage plus complexe à chacun des épisodes. L'exposé de cette dynamique est toute théorique, elle donne quand même un aperçu fiable de ce qui c'est passé.


Relief Karstique

Nous abordons ici un autre processus contribuant a façonné davantage le facies bahamien.  Comme si la nature ne pouvait se satisfaire de celui déjà riche et variés que nous venons d'évoquer.
Les sols calcaires sont très sensibles à la dissolution par les eaux de pluies . Il en va de même de l'eau de mer projeté par le vent (embruns) et celui du lessivage incessant des côtes par les marées et les vagues. L'effet de ce lessivage va laisser sur le paysage une empreinte original. Celle des reliefs en milieu karstique ou calcaire.

Les manifestations karstiques sont en marche dès qu'il y a du terrain calcaire disponible, meuble ou consolidé. Elles ont par conséquent été actives tout au long des âges géologiques.

Quoi de mieux que des images pour illustrer les différents facies karstiques rencontrés aux Bahamas.

Bleuhole 


   
Hoffman's bluehole sur l'archipel des Berrys . La couleur sombre de l'eau indique la grande profondeur du lagon.


Sur cette photo je suis assis sur l'arête rocheuse que l'on aperçoit sur la photo précédente. Le surplomb est déjà a plus de 3 mètres. Dont nous nous sommes élancés bravement ;-)


 Bean's bluhole sur Long Island Bahamas est une icône emblématique des Bahamas. Très spectaculaire.


Ce petit croquis nous montre un bluehole en coupe. La dissolution du calcaire rend le socle poreux qui se fragilise par endroit au point de s'effondrer laissant au fond un empilement de blocs de toutes dimensions. Les fameux ''springs'' et les ''synkholes'' en Floride sont identiques aux blueholes du point de vue de leur formation.


Blowhole

En bordure de mer le socle calcaire est un véritable gruyère ou les vagues s'engouffrent pour ressortir sous la forme de puissant jet d'eau ou d'air.


Voici l'aspect que prend ces trous dans le sol. Entre deux souffles puissants attache ta tuque.  Celui-ci se trouve sur Booboo Hill, dans l'Exuma Cays Land & Sea Park sur Warderick Wells Cay dans les Exumas.

Karren karst






                                                                                                                                                                On rencontre souvent sur les îles bahamiennes de ces trous résultant du travail incessant de la dissolution du calcaire. La végétation s'y installe avec parfois de l'eau douce créant des refuges pour les bestioles opportunistes à l'affût du promeneur imprudent ;-)




Comme on le voit sur ces trois clichés même à de plus petites dimensions les aspérités trouvent preneur.

Phytokarst





En bordure des îles exposés au vent, une véritable muraille se dresse, ce sont les plateaux calcaires des littoraux, reliquats géologiques du lessivage par les embruns salés des anciennes dunes d'éolianites lignifiées. La physionomie de ces structures ressemble à des végétaux d’où le terme ''phyto''.





De plus près ce sont des aspérités ascérées, véritables broyeurs d'épaves en tout genre. Beaucoup de cordage, filet de pêches s'y accrochent après le passage des ouragans. Beaucoup d'observateurs les associent à des coraux. Ce qui n'est pas le cas.


Cavernes de littoral


Lumières au plafond de la caverne








 
A gauche et a droite, caverne de littoral avec son trou de lumière sur Rudder Cay dans les Exumas . Photo du bas, caverne effondrée sur Lee Stocking Island Cay Exuma. Intuitivement on s'imagine que ces cavernes sont le résultat de l'action des vagues. Si c'était le cas on les retrouveraient que du côté des îles exposées aux vagues. On en retrouve comme celles-ci du côté non-exposé. L'explication de cette disposition réside dans le processus de formation des cavernes. Les croquis qui suivent tirés de ''Karst processes and landforms on San Salvador island Bahamas'' expliquent cette dynamique.


Le socle calcaire à la base des îles se comporte comme une éponge et piège l'eau. A cause de la salinité différente entre l'eau de mer et l'eau douce des pluies, une lentille d'eau douce flotte au-dessus de l'eau salée mobilisée dans la partie plus profonde. Deux phénomènes favorisent la dissolution du calcaire à l'origine des cavernes. L'interface entre les couches d'eau appelée ''halocline'' et la variation du niveau de l'eau douce par la marée, favorisent la mixité des eaux, milieu idéal à la dissolution. La lentille se manifeste sur tout le périmètre des îles ce qui explique pourquoi l'on retrouve des cavernes aux quatre coins des îles. Les cavernes apparaissent aussi à tous les niveaux sur les îles et à différentes époques géologiques puisque la lentille suit le niveau moyen des mers.

Entailles de littoral
ïlot entaillé sur Lee Stocking Island Cay Exumas
Entaille qui se dégage à chacune des marées




                                                   








 Au bas,  nous avons un cliché de l'îlot ou a été tourné le film de la série James Bond ''Thunderball'' tout près de Staniel Cay Exumas. Du point vu géologique, il est remarquable à plus d'un titre, en plus de cette magnifique caverne et de ses lumières de plafond ou les scènes du film ont été tournés, tout le pourtour présente une belle entaille, résultat de l'abrasion et de la dissolution par l'eau des vagues. L'îlot lui-même est une dune d'éolianite lignifié.


Dune d'éolianite


Cap Santa Maria pointe nord de l'île de Long Island Bahamas

White Point  du côté banc de l'archipel des Exumas ,la dune sur la gauche est plus veille, à droite elle est plus récente ou le sable n'est pas encore consolidé. 

Juste au-dessus de la tête du marcheur on distingue un trou, effet du travail d'érosion et de dissolution des vagues et des marées. Ce joli îlot se trouve sur le côté océan de Cambrige Cay dans l'Exumas Sea and Land Park sur l'archipel des Exumas.

Comme son nom l'indique l'érection des dunes est d'origine éolienne. Selon leur âge d'érection le processus de cémentation de surface est plus ou moins avancé. On distingue souvent une partie blanchâtre plus fragile sous- jacente à la couverture plus sombre de la surface.  





Sur ces photos on distingue nettement la structure blanchâtre des dunes. La croûte de surface est altérée par l'eau de pluie et les embruns océaniques laissant une matrice très alvéolée.  Celles du dessous est formée de sable aggloméré sans lien chimique aussi établis que la structure de surface.  Cette belle dune est située sur le côté océan à la hauteur de Jack's Bay Cove dans l'archipel des Exumas.  

Le niveau actuel des océans est relativement élevé, de ce fait pratiquement toute les îles et îlots des Bahamas sont des dunes qui se sont édifiées au moment ou le vent soufflait sur les bancs lorsqu'ils étaient a découvert.


Un cut en formation


Cette vue aérienne est celle d'un endroit très particulier sur l'île d'Euléthéra Bahamas. Elle n'est pas très large et toute rectiligne. Ce site est appelé Glass Window. L'on ressent en un clin d'œil le contraste entre le calme du banc et la majesté du grand bleu de l'océan. Un peu sur la gauche on distingue le pont de la route de l'île. Dans quelques siècles, comme en fait foi les prochaines photos, les assauts de la mer éroderont le minuscule et dérisoire lambeau de terre qu'enjambe actuellement le pont. 





Cette année lors de notre passage sur Glass Window, à la faveur d'un coup de vent sévère dans l'océan Atlantique, quelque part au large du Cap Hatteras, la houle très forte du nord-est (4 mètres) venait mourir sur la côte. Les gerbes blanches sur la photo atteignaient facilement les 25 mètres de hauteur. Sous nos yeux, en temps réel on voyait le travail de l'érosion façonner ce qui sera un jour un passage à la navigation. Ce que l'on appelle en terme de marin un ''cut''.  Cet événement n'est pas si rare, surtout l'hiver. Il en survient quelque uns chaque année. Le pont cette fois- là a été déplacé sur ses fondations de quelques centimètres. C'est tout dire.  

Socle calcaire



Sur l'île de New-Providence ou se situe Nassau, la capital des Bahamas, on a construit cet escalier de main d'homme. Ce sillon et l'escalier ont la particularité d'avoir été creusé dans le socle calcaire bahamien. Les blocs prélevés ont servi à la construction de la petite forteresse de la ville. Ce matériel pouvait facilement résister aux boulets de canon. Quelques blocs servent aussi de bornes routières ou pour délimiter des stationnements et même de brise-lame, eh! oui ils peuvent quand même résister à la mer le temps de quelques vies d'homme. 

Dunes de littorales


Magnifiques dune de littorale sur White Point Cay Exuma. La végétation est en début de consolidation. La dune est assez haute, autour de 6 mètres. En temps géologique elle est très jeune. Cinq à six milles ans , eh oui! très jeune
Jolie dunes en formation sur White Cay Exuma, noter la végétation qui s'installe.


Lagunes


Lagune sur Norman's Cay. Les palétuviers n'y sont pas encore implantés

Lagune au pied de BooBoo Hill sur Warderick Wells Cay dans le Exuma Sea and land  Park 

Warderik Wells Cay est un arrêt obligatoire bien connu des navigateurs. C'est un havre magnifique. On aperçoit sur la droite la lagune à marée basse, juste au pied de la dune de BooBooHill. Ou paraît-il lors des nuits profondes et tourmentées on peut entendre d'étranges sonorités. D'ou le nom du petit monticule que forme la dune. 

Lagune au nord de Little HawkBill Cay. Ici les palétuviers sont plus nombreux
Les lagunes sont des lieux féériques ou la faible profondeur de l'eau, variable avec la marée donnent une variété infinie de turquoise. La baignade y devient un délice pour les Dieux. C'est aussi dans les lagunes que les premiers palétuviers (mangroves) s'implantent; précurseur de la conquête par la végétation de ces surfaces lorsque les eaux se retireront définitivement. 

Un dernier spécimen



Rien à voir avec la géologie mais en tant qu'ancien forestier je me devais de faire l'éloge de ce vénérable.

Cet arbre majestueux est un des derniers ''  silk cotton tree ou ceiba pentandra '' sur l'île de New-Providence. Il y en avait beaucoup. La partie ouest de l'île était forestière il n'y a pas si longtemps. Ce dernier représentant s'élève tout près de l'hôpital de Nassau, non loin du centre-ville. 

Les appendices de dispersion de la graine de l'arbre ont l'apparence de la soie et du coton d'ou l'appellation populaire de l'arbre . On pouvait en faire du matériel d'isolation et d'absorbtion. Son bois est très léger, facile a travailler et comme on pouvait en tirer de grandes pièces il devenait idéal pour la construction des pirogues du pays. Son exploitation a dû être sévère, il en reste très peu. Ce très bel arbre, pourvoyeur d'ombre fut un temps très répandu sous les tropiques. Le Ceiba a même été désigné ''sacré'' au Guatémala.


Conclusion 

Voilà qui complète ce survol géologique de ce fabuleux pays des Bahamas. J'ai exposé au mieux de mes connaissances (d'amateur) les quelques mécanismes géologiques impliqués dans la genèse des lieux. Il faudra me pardonner si il y a des erreurs d'interprétation. Je me suis attardé sur les mécanismes généralement admis dans la communauté scientifique. Vous trouverez quelques ouvrages en référence pour approfondir.

Faudra me pardonner les fautes d'orthographes. J'étais d'avantage un ''fond de la classe''comme élève ce qui laisse des traces;-)

Pour ceux d'entre vous que la géologie intéresse, je vous recommande chaleureusement l'ouvrage du professeur Paul-André Bourque, ''Planète Terre''. En plus de la précision des croquis explicatifs sur les notions de base de la géologie sur à peu prés tout les aspects de cette science, on y aborde la géologie du Québec. Celle-ci est tout à fait originale. La contribution des géologues du Québec a fait progressé de manière substantielle cette science, en plus de fournir une pléthore de géologues de haut niveau qui essaime partout dans le monde. Cette contribution est méconnue .On peut en être fier.



Références

 GEOLOGY OF THE BAHAMAS JAMES L. CAREW and JOHN E. MYLROIE 

Curran, H. Allen and Brian White, ed. Terrestrial and Shallow Marine Geology of the Bahamas and Bermuda. Northampton: Geological Society of America, 1995.

Geology of New Providence Island, Bahamas: A Field Trip Guide by John E. Mylroie, James L. Carew, H. Allen Curran, Fabienne Godefroid, Pascal Kindler, and Neil E. Sealey

Geology and Hydrogeology of Carbonate Islands. Developments in Sedimentology 54 edited by H.L. Vacher and T. Quinn @ 1997 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Karst Processes and Landform on San Salvador Island Bahamas
R.Laurence Davis University of New-Haven, Biology and Environmental Sciences

PLANÈTE TERRE:  Paul-André Bourque Département de géologie et génie géologique Université laval   http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre.html

Annexes 



L'espace vert sur cette carte délimite l'Exuma Sea and Land Park sur l"archipel








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