Le bassin de Mayence
Au-dessus de Harxheim, on a une bonne vue vers le sud sur le beau paysage de la région des tables et des collines de la Hesse rhénane. Vers le nord, le regard est attiré par les bords caractéristiques de l’effondrement du lœss au bord d’un plateau. Comment ce paysage a-t-il été créé ? Et à quoi ressemblait cet endroit autrefois ? La géologie répond à ces questions.
D’un point de vue géologique, la Hesse rhénane se situe dans le bassin de Mayence, qui s’étend dans un triangle entre Bingen, Hofheim dans le Taunus et Bad Dürkheim dans le Palatinat. Le bassin de Mayence est un bassin sédimentaire fossile qui intéresse les géologues du monde entier. Des sédiments et des fossiles vieux de plusieurs millions d’années apparaissent à de nombreux endroits en Hesse rhénane. Ils donnent des informations sur l’aspect de notre région dans le passé et sur les formes de vie qui existaient.
Le bassin de Mayence s’est formé à l’ère tertiaire (66 – 2,6 millions d’années). Il s’agit de l’épaulement nord-ouest du fossé du Rhin supérieur, qui s’est formé il y a environ 50 millions d’années, probablement à la suite du plissement des Alpes. Contrairement au fossé du Rhin supérieur qui s’est effondré d’environ 3000 m, le bassin de Mayence ne s’est abaissé que d’environ 500 m. Le sol du bassin de Mayence est constitué de l’unité de roche « Rotliegend ». Elle s’est formée à l’époque du Permien, il y a à peine 300 millions d’années. Sur le Roten Hang, entre Nierstein et Nackenheim, les roches datant de cette époque affleurent à la surface.
Après sa formation, le bassin de Mayence s’est rempli de nombreuses couches sédimentaires différentes sous des conditions climatiques changeantes pendant plusieurs millions d’années. Les différentes couches sont caractérisées par des dépôts de roches typiques et des fossiles tels que certaines espèces d’escargots ou de coquillages. Il est donc naturel de nommer les différentes couches en fonction des types de roches ou des fossiles prédominants.
Par exemple, le nom des couches de marnes cyrénaïques provient de l’ancien nom de la moule d’eau saumâtre « Cyrena ». Les cérithes (escargots à cône pointu) ont donné leur nom aux couches de cérithes. L’attribution des noms se base également en partie sur les lieux où la couche a pu être mise en évidence. La recherche moderne utilise encore d’autres articulations, mais moins descriptives.
Succession de couches dans le bassin de Mayence
Source : Dipl. Géologue Dr. Winfried Kuhn
Le bassin de Mayence il y a environ 30 millions d’années
Source : Gretarsson *Pour plus de détails, voir la source ci-dessous
La formation de sédiments a été particulièrement marquée il y a environ 31 à 19 millions d’années, période pendant laquelle le bassin a connu deux grands cycles d’inondation. La mer a d’abord pénétré dans le bassin de Mayence par le nord, via un bras de mer. Un peu plus tard, une liaison avec la mer au sud s’est probablement formée via le fossé du Rhin supérieur. Des sables et des graviers se sont déposés sur les rives de la baie marine ainsi formée et les vagues de la mer ont formé les roches du rivage (couche sédimentaire : sable marin inférieur). Le climat subtropical, comparable à celui de la Floride, offrait des conditions de vie idéales à de nombreux organismes vivants. Outre les escargots et les coquillages, les requins, les raies et les lamantins s’ébattaient dans l’eau, comme en témoignent les nombreux fossiles et ossements découverts dans les régions côtières. Les découvertes étaient particulièrement riches dans la Weinheimer Bucht près d’Alzey, dont l’ancien littoral peut être parcouru à pied.
Dans les zones maritimes plus calmes et plus profondes se sont d’abord déposées des couches argileuses (couche sédimentaire : argile rupellaire) et plus tard – sous l’influence croissante de l’eau saumâtre (eau de mer avec une salinité réduite) – les marnes dites de sable rampant, marnes argileuses avec des intercalations de sable fin (voir désignation correspondante des couches). Ils jouent encore aujourd’hui un rôle important en Hesse rhénane, car ils sont responsables des nombreux glissements de terrain qui se produisent. Lors de fortes pluies, l’eau s’accumule dans les couches de marne de sable lent, s’écoule horizontalement et déclenche ainsi des glissements de terrain. Environ 8 %, soit 11.000 hectares dans la région du bassin de Mayence, sont concernés. Il existe également plusieurs zones de glissement désignées sur les pentes au-dessus de Harxheim.
Apparition de glissements de terrain dus à des marnes de sable glissantes
Source de l’image : Birgit Korte
D’autres couches de marne (couche sédimentaire : marnes cyrénaïques ; marne = argile calcaire) ont succédé aux marnes de sable rampant. La mer est devenue de plus en plus saumâtre et la richesse des espèces a considérablement diminué. Finalement, le bassin marin avait été entièrement sédimenté par des sédiments marins et les sédiments qui ont suivi provenaient de dépôts dans les rivières et les lacs (couche sédimentaire : couches d’eau douce).
Il y a environ 24 millions d’années, le bassin de Mayence a de nouveau été inondé. Pendant la deuxième submersion, les conditions maritimes n’ont prévalu que pendant de courtes périodes. La plupart du temps, la mer était peu profonde et saumâtre et des croûtes de dessiccation se sont formées. Des récifs d’algues se sont formés et des escargots terrestres ont également été introduits dans l’eau. Les sédiments issus de cette période sont nettement plus calcaires que les dépôts de la première inondation. Les couches de cérithes, d’inflatums et d’hydrobies se sont formées. Des limaces de mer de la taille d’une tête d’épingle ont donné leur nom aux couches de l’inflatum et de l’hydrobium. Il y a environ 18 millions d’années, la mer s’est définitivement retirée. Les dépôts calcaires s’altéraient. Le bassin de Mayence s’est transformé en un plateau karstique.
Les principaux sédiments suivants sont des dépôts de l’Urrhein qui, il y a environ 10 millions d’années, s’écoulait en grandes courbes de Worms à travers l’actuelle Hesse rhénane en direction du nord-ouest vers Bingen. Il s’agit principalement de sables jaunâtres qui apparaissent à grande échelle le long de la ligne Osthofen – Alzey – Bingen. Leur nom de sables dinotheriens provient de Dinotherium giganteum (animal terrifiant géant), un animal éléphantesque dont un crâne complet a été trouvé pour la première fois en 1835 près d’Eppelsheim, au sud d’Alzey. Les restes de nombreux autres mammifères, comme des chevaux, des rhinocéros, des chiens d’ours et des chats à dents de sabre, ont également été découverts dans les sables. On peut s’informer sur le monde de l’époque au musée Dinotherium à Eppelsheim. On y trouve également une copie du crâne du dinotherium.
Au cours des millions d’années suivantes, d’autres couches de sédiments se sont formées. Les argiles à encaustique en font également partie. Il s’agit de couches contenant du minerai, issues de processus d’altération des calcaires, qui ont même été exploitées pour la fonte au 19e siècle. On trouve encore aujourd’hui des minerais de cendre isolés dans les vignobles situés au-dessus de Harxheim. D’autres couches sont les cailloutis de l’Avernensis, des dépôts de l’Ur-Main, et les sables kaolins, également importants sur le plan économique, dans le sud de la Hesse rhénane près de Monzheim.
Notre paysage actuel s’est formé relativement tard, pendant la période de l’ère glaciaire, qui a commencé il y a environ 2,6 millions d’années. A cette date, le climat, auparavant subtropical, s’était progressivement et nettement refroidi. La période de l’ère glaciaire a été marquée par une alternance relativement rapide de périodes froides et de périodes chaudes. Au cours de ces changements, des incisions se sont produites dans le plateau karstique, donnant naissance aux plateaux et aux larges vallées que nous connaissons aujourd’hui. Pendant les périodes froides, des sols dégelés proches de la surface ont glissé sur le sous-sol gelé dans les zones de pente. De plus, des pluies prolongées et abondantes après la fin des périodes froides ont probablement contribué aux grands déblaiements du paysage.
La Hesse rhénane faisait alors partie de la steppe des mammouths, délimitée au nord et au sud par d’imposants glaciers. La Hesse rhénane elle-même n’a jamais été recouverte de glaciers. Les glaciers n’ont donc joué aucun rôle dans la formation du paysage.
Les sédiments de lœss présents sur de grandes surfaces en Hesse rhénane datent de la période des temps froids. Dans la Hesse rhénane, ils ont été apportés par le vent sous forme de particules de poussière à partir des pierriers des rivières durant cette phase.
Références des sources :
Gaby Försterling, Gaby ; Radtke, Gudrun (2012) : L’habitat tertiaire dans le bassin de Mayence et ses fossiles. In : Annales de l’Association Nassauoise d’Histoire Naturelle. Volume SB 2. P. 19 – 32.
Kuhn, Winfried (non daté). Géologie du bassin de Mayence. Script pour les ambassadeurs de la culture et du vin de la Hesse rhénane.
Office régional de géologie et des mines de Rhénanie-Palatinat. Construire en toute sécurité en Hesse rhénane. 2e édition. Version 2014-12-04
fr.wikipedia.org/wiki/Bassin_de_Mainz
* Gretarsson,%C3%%C3%CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>;, via Wikimedia Commons, cercle rouge ajouté
