Sommaire

[Introduction] [Cadre géologique et échantillonnage ] [Résultats]
[Discussion des résultats] [Modélisation ... ] [Conclusions] et ... [Figures]

Difficultés de datation des niveaux marins pléistocènes
à l'aide de coquilles de mollusques fossiles :
cas du niveau ouljien sur la côte du Haut Atlas au Maroc

Abdelmajid Choukri

Équipe de Physique et Techniques Nucléaires, Laboratoire de Polymères, Rayonnement et Environnement, Faculté des Sciences, Université Ibn Tofail, Campus Universitaire, BP 133, 14000 Kénitra (Maroc)

Oum-Keltoum Hakam

Jean-Louis Reyss

Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, Domaine du CNRS, avenue de la Terrasse, F-91198 Gif-sur-Yvette cedex (France)

Manuscrit en ligne depuis le 27 Avril 2011

Résumé

Afin de comprendre la difficulté de datation des niveaux marins à l'aide des échantillons de coquilles de mollusques et d'essayer d'établir des outils méthodologiques pouvant aider à juger de la validité d'un âge ²³⁰Th /²³⁴U, nous confrontons 80 analyses radiochimiques d'échantillons de coquilles de mollusques prélevés dans des plages marines fossiles situées entre 4 et 8 m par rapport au niveau de l'eau actuel. les niveaux où ont été faits les prélèvements, analogues à ceux de la côte égyptienne de la Mer Rouge, sont sensés appartenir au stade climatique 5e daté à 122 ka environ. On note que les âges obtenus sont souvent rajeunis indépendamment du site, du taux de calcite, de la teneur en uranium et du rapport ²³⁴U/²³⁸U.
Contrairement aux échantillons de coraux, le critère minéralogique ne peut pas être utilisé pour choisir les échantillons non recristallisés, certaines coquilles de mollusques actuelles sont en aragonite, d'autres sont en calcite et d'autres contiennent les deux formes sans que les rapports de proportion en soient encore bien connus. Devant cette situation, nous avons multiplié les analyses sur des échantillons de coquilles de mollusques appartenant à plusieurs espèces prélevés aux mêmes endroits afin de comprendre le scénario de rajeunissement des âges et d'essayer d'établir éventuellement des critères méthodologiques pouvant nous renseigner sur la validité de l'âge calculé. Des scénarios sur le mode d'incorporation de l'uranium et son rôle dans le rajeunissement de l'âge ont été également imaginés et discutés.

Mots-Clefs

Datation Th/U ; coquilles de mollusques fossiles ; niveau marin ; Quaternaire ; rajeunissement d'âges ; côte du Haut Atlas ; uranium.

Citation

Choukri A., HaKam O.-K. & Reyss J.-L. (2011).- Difficultés de datation des niveaux marins pléistocènes à l'aide de coquilles de mollusques fossiles : cas du niveau ouljien sur la côte du Haut Atlas au Maroc.- Carnets de Géologie / Notebooks on Geology, Brest, Article 2011/02 (CG2011_A02)

Abstract

Difficulties in dating Pleistocene marine levels using fossil mollusk shells: the Ouljian level on the High Atlas shore, Morocco.- In order to comprehend the difficulty of dating marine strata using samples of mollusks shells and in an attempt to establish criteria that help in judging the validity of a ²³⁰Th /²³⁴U age determination, we present here the results of a radioactive element analysis of some 80 samples of mollusk shells. The shells were taken from fossil marine beaches between 4 and 8 meters above current sea level. When compared with the Egyptian shore of the Red Sea these levels are taken to be related to climate stage 5 dated as about 122,000 years ago. The ages obtained are often rejuvenated regardless of site, the incidence of calcite, the amount of uranium and the relationships of ²³⁴U/²³⁸U.
Unlike coral, mineralogical criteria cannot be used to select mollusk shells unaffected by recrystallization, for present-day shells may be composed of aragonite, others are calcitic, and others contain both minerals. In any case, the rules concerning their effects of composition on radioactivity are as yet poorly understood. With these problems in mind, we made multiple analyses on several species of of mollusks, always collected from the same sites, in order to understand progressive changes in the process of age rejuvenation and to attempt eventually to determine systematic criteria providing information on the validity of the calculated age. Possible mechanisms that may influence the incorporation of uranium in rejuvenation have been conceived and are discussed.

Key Words

Th/U dating; fossil mollusk shells; sea level; Quaternary; age rejuvenation; High Atlas coast; uranium.

Introduction

Bien que sujets à contestation, les âges radiométriques obtenus sur des échantillons de coquilles de mollusques ont été largement utilisés pour établir l'échelle stratigraphique de la variation du niveau marin. Au Maroc, les résultats obtenus à l'aide des mollusques sont parfois différents de ceux obtenus à l'aide des coraux pour les mêmes niveaux dans d'autres régions du Monde (Choukri et alii, 2007b), corrélés avec l'altitude, conduisaient souvent à des hypothèses contradictoires sur l'amplitude des mouvements tectoniques de la côte.

Après une série de datations sur des récifs coralliens de la côte égyptienne de la Mer Rouge qui nous ont permis de mesurer les âges des hauts niveaux marins situés actuellement au dessus du niveau de la mer (Reyss et alii, 1993 ; Choukri, 1994 ; Plaziat et alii, 1995, 1998a, 1998b, 2008 ; Choukri et alii, 2002), nous avons mené une étude sur un grand nombre d'échantillons de coquilles de mollusques appartenant à plusieurs espèces et prélevées dans des coupes bien étudiées géologiquement sur la côte atlantique du Haut Atlas au Nord de la ville d'Agadir (Choukri et alii, 2007a). Cette étude a été effectuée dans le but :

d'évaluer le degré de fiabilité des âges de ces échantillons en fonction de la stratigraphie du site, des conditions de conservation des fossiles et des différents résultats d'analyse radiochimique,
de dater la même coupe ou des coupes similaires à partir des analyses multiples sur des échantillons appartenant à la même espèce ou à des espèces différentes,
d'essayer d'établir des indices méthodologiques à partir des résultats radiochimiques par comparaison à ceux donnés par les coraux sur la rive occidentale de la Mer Rouge en Égypte. Ces indices permettront de juger de la validité de l'âge avant de les confronter au contexte géomorphologique et géologique de la formation datée.

Ces mesures ont permis de dater trois hauts niveaux marins:

l'Holocène,
le plus haut niveau marin régional (stade 5e) et
un niveau plus ancien attribué aux stades climatiques 7 et 9. Les résultats montrent que les coquilles de mollusques fossiles fournissent, souvent, des âges apparents plus jeunes que leurs âges réels à cause d'une incorporation postérieure d'uranium pendant la fossilisation. Dans ce travail, nous avons choisi le niveau 5e comme cas d'étude.

Cadre géologique et échantillonnage

Les échantillons analysés et qui sont au nombre de 76 ont été collectés dans plusieurs coupes situées sur 50 km environ le long de la côte atlantique du Haut Atlas, entre Agadir-port au sud et le village Tamri au nord (Fig. 1 ). La région étudiée est connue pour sa faune riche et diversifiée. L'ensemble de ces coupes a été déjà étudié par d'autres auteurs dans les travaux précédents (Stearns & Thurber, 1965 ; Hoang et alii, 1978 ; Weisrock, 1980 ; BrÉbion et alii, 1984 ; Occhietti et alii, 1993 ; El Gharbaoui et alii, 1994 ; Choukri, 1994).

Les échantillons analysés appartiennent à des coupes situées entre 4 et 8 m au dessus du niveau de la mer actuel. Chaque coupe correspond à un épisode climatique chaud selon son altitude et sa faune (il est admis que les niveaux marins qui correspondent à des épisodes climatiques froids, en l'absence de soulèvements tectoniques, sont actuellement situés en dessous du niveau de la mer). D'après les classifications stratigraphiques internationales (Martinson et alii, 1987 ; Prell et alii, 1986 ; Fairbanks & Matthews, 1978), ces coupes doivent correspondre, dans une région tectoniquement stable, au plus haut niveau marin du dernier interglaciaire, le stade climatique 5e, correspondant au maximum de l'Ouljien d'après la nomenclature stratigraphique marocaine (Lecointre, 1963). Les âges souvent mesurés pour ce niveau varient entre 115 et 135 ka autour d'une valeur moyenne de 122 à 125 ka.

Les 76 échantillons de coquilles de mollusques analysés au cours de cette étude appartiennent à 18 espèces différentes : Thaïs (31 échantillons), Mytilus perna (28 échantillons), Patella (1 échantillon), Cardium ringens (2 échantillons), Ostrea (2 échantillons), Cymbium (4 échantillons), Cymatium (5 échantillons), Cardita (1 échantillon), Lima (1 échantillon), et Lutraria (1 échantillon) [déterminations de Jean-Claude Plaziat].

Résultats

Les résultats d'analyse radiochimique, l'altitude de prélèvement et le taux de calcite, sont donnés pour les 76 échantillons de coquilles de mollusques, dans le Tableau 1. Les âges mesurés dans les échantillons de coquilles de mollusques analysés sont représentés dans la Figure 2 . Les distributions statistiques de la teneur en ²³⁸U, du rapport d'activité ²³⁴U/²³⁸U et des âges sont données dans les histogrammes des figures 3 , 4 et 5 . La relation entre la distribution des âges et celle de ²³⁸U est donnée dans la Figure 6 .

Échantillon	Espèce	Altitude (m)	Calcite (%)	²³⁸U (ppm)	²³²Th (ppm)	²³⁰Th/²³²Th	²³⁴U/²³⁸U)₀	Âge (ka)
Agadir Port et abords
Route Anza 7m
95found2	Mytilus	7	5	0,206 ± 0,007	0,005 ± 0,006	158	1,48 ± 0,076	117 (+10 ; -9)
97-10-1	Mytilus	7	0,5	0,282 ± 0,017	0,011 ± 0,005	89	1,772 ± 0,121	146 (+18 ; -16)
97-10-2	Mytilus	7	0,5	0,133 ± 0,006	0,029 ± 0,006	17	1,56 ± 0,086	94,5 (+7,9 ; -7,5)
97-10Bus	Thaïs	5	0,5	0,040 ± 0,002	0,026 ± 0,007	5	1,150 ± 0,103	125 (+23 ; -19)
Pêcheur
96-17	Thaïs	6	3	0,883 ± 0,035	0,010 ± 0,003	159	1,08 ± 0,036	57,7 (+3,3 ; 3,2)
96-17b3	Thaïs	6	40	1,457 ± 0,057	<		<	<
96-17b6	Thaïs	6	0,2	0,901 ± 0,033	<	>103	1,14 ± 0,044	121,0 (+11,4 ; -10,4)
96-17b4	Thaïs	6	-	0,855 ± 0,025	0,021 ± 0,010	80	1,18 ± 0,032	118,4 (+10,7 ; -9,8)
96-17b8	Thaïs	6	4	1,725 ± 0,059	0,021 ± 0,013	248	1,2 ± 0,035	103 (+10 ; -9)
96-16mur2	Thaïs	6	2	0,679 ± 0,027	0,012 ± 0,005	125	1,29 ± 0,040	63,1 (+4,6 ; -4,4)
96-16mur3	Thaïs	6	0,1	0,497 ± 0,025	0,019 ± 0,006	81	1,21 ± 0,066	110 (+11 ; -10)
96-16mur1	Mytilus	6	0,1	0,488 ± 0,019	0,006 ± 0,004	245	1,14 ± 0,051	114,2 (+10,2 ; -9,4)
96-17b1	Mytilus	6	0,1	0,944 ± 0,019	0,001 ± 0,005	315	1,14 ± 0,020	112,9 (+6,6 ; -6,2)
97-6	Mytilus	6	0,5	1,038 ± 0,035	<	>97	1,16 ± 0,039	131 (+13 ; -11)
96-17b2	Patella	6	80	0,291 ± 0,010	0,007 ± 0,004	120	1,17 ± 0,052	109,7 (+8,4 ; -7,8)
96-17b5	Cymatium	6	0,5	1,457 ± 0,046	<	96	1,12 ± 0,026	45,4 (+2,7 ; -2,6)
96-17b7	Cardium	6	-	1,980 ± 0,093	<	>463	1,23 ± 0,053	110 (+13 ; -12)
Anza
95-anza1	Mytilus	4	0,1	0,902 ± 0,026	<	>123	1,41 ± 0,038	118,9 (+8,9 ; -8,3)
96-14-2	Mytilus	4	5	5,118 ± 0,155	0,049 ± 0,042	222	1,21 ± 0,022	60±5
96-14-1	Thaïs	4	0,5	0,553 ± 0,023	<	>59	1,102 ± 0,06	102 (+12 ; -11)
96-14-2bis	Thaïs	4,5	10	2,254 ± 0,118	0,013 ± 0,009	546	1,26 ± 0,047	107,4 (+10,8 ; -9,9)
96-14-3	Thaïs	4	0,1	2,170 ± 0,118	0,010 ± 0,008	695	1,27 ± 0,041	101,6 (+10,1 ; -9,3)
97-7	Thaïs	5	3	2,691 ± 0,079	<	>348	1,2 ± 0,020	68,9 (+3,7 ; -3,6)
Usine
95 use1	Thaïs	5	40	0,795 ± 0,026	<	86	1,26 ± 0,039	46,7 ± 2,9
95 use2	Thaïs	5	40	0,920 ± 0,027	0,021 ± 0,014	68	1,25 ± 0,032	37,6 ± 2,4
96-8-2	Thaïs	5	40	1,131 ± 0,032	0,010 ± 0,006	159	1,19 ± 0,024	36,2 ± 1,8
97-14	Thaïs	5	20	0,845 ± 0,028	<	>112	1,19 ± 0,029	41,1 ± 2,7
97-15	Thaïs	5	0,2	0,575 ± 0,018	0,035 ± 0,015	29	1,29 ± 0,046	50,9 (+4,3 ; -4,1)
96-8-1	Mytilus	5	0,1	0,292 ± 0,017	<	>37	1,29 ± 0,085	51 ± 5
95-use b1	Mytilus	5	0,1	1,466 ± 0,054	<	88	1,3 ± 0,042	36,8 ± 2
95-use b2	Mytilus	5	50	1,165 ± 0,031	0,058 ± 0,011	40	1,21 ± 0,024	54,2 ± 3,0
96-10	Mytilus	2	100	0,624 ± 0,043	0,020 ± 0,017	73	1,3 ± 0,098	61,9 (+7,1 ; -6,7)
Tamraght
Rive gauche (sud)
96-5-1	Mytilus	6	0,1	1,026 ± 0,028	0,023 ± 0,014	129	1,27 ± 0,037	90,4 (+6,1 ; -5,8)
96-5-2	Cardium	6	0,1	1,186 ± 0,045	0,016 ± 0,009	234	1,48 ± 0,046	81,8 (+5,7 ; -5,4)
96-5-3	Cymatium	6	1	2,748 ± 0,069	0,049 ± 0,040	154	1,46 ± 0,021	67,2 (+5,3 ; -5,1)
98-13-1	Thaïs	4,5	25	1,627 ± 0,042	<	>389	1,28 ± 0,020	72,0 ± 3,6
98-13-2	Patella	4,5	50	0,363 ± 0,012	0,003 ± 0,005	362	1,37 ± 0,058	107,6 (+7,6 ; -7,2)
Rive droite (nord)
97-1	Thaïs	7	15	3,932 ± 0,132	<	>684	1,41 ± 0,023	124,7 (+9,4 ; -8,7)
92-20b	Thaïs	4	20	3,981 ± 0,648	<	>267	1,240 ± 0,020	67±4
96-1a	Thaïs	4	0,1	5,159 ± 0,212	<	>716	1,31 ± 0,019	70,3 (+4,8 ; -4,6)
96-1b3	Thaïs	4	1,3	1,321 ± 0,065	<	>166	1,17 ± 0,044	52.4 (+4.2 ; -4.0)
92-20a	Cymbium	4	1	4,994 ± 0,156		53	1,19 ± 0,018	43±2
96-1b-1	Cymbium	4	0,1	1,289 ± 0,051	0,001 ± 0,005	>290	1,25 ± 0,038	63,3 (+3,9 ; -3,8)
96-1-c	Cymbium	4	10	1,559 ± 0,225	0,008 ± 0,009	562	1,3 ± 0,072	82 (+11 ; -10)
98-2	Cymatium	4	0,2	3,053 ± 0,093	<	>441	1,15 ± 0,022	47,2 ± 2,4
92-20d	Mytilus	4	7	0,158 ± 0,004	<	16	1,15 ± 0,053	122±10
96-1b-2	Mytilus	4	1	1,275 ± 0,099	0,014 ± 0,016	260	1,02 ± 0,099	125 (+21 ; -18)
96-1b-2'	Mytilus	4	1	1,401 ± 0,039	0,011 ± 0,013	339	1,28 ± 0,028	79,1 (+5,2 ; -5,0)
97-1mer1	Mytilus	7	0,6	0,903 ± 0,033	<	>440	1,16 ± 0,040	53,7 (+3,0 ; -2,9)
97-mer2	Mytilus	7	0,6	3,410 ± 0,211	<	>290	1,14 ± 0,044	52,6 (+5,2 ; -4,9)
97-oued1	Mytilus	7	2	1,648 ± 0,044	0,023 ± 0,011	>152	1,21 ± 0,033	60,4 (+3,8 ; -3,7)
97oued2	Mytilus	7	40	1,611 ± 0,076	<	>327	1,2 ± 0,038	45,4 (+3,3 ; -3,2)
97-1 huit	Ostrea	7	100	0,172 ± 0,009	0,009 ± 0,003	21	1,19 ± 0,077	76,4 (+7,3 ; -6,8)
96-2-2	Cardita	4	-	5,221 ± 0,226	<	>288	1,25 ± 0,031	69,1 (+5,5 ; -5,2)
92-20c	Lima	4	14	0,706 ± 0,033	<	>208	1,27 ± 0,064	71±6
96-2-1	Ostrea	4	100	0,132 ± 0,007	0,009 ± 0,009	31	1,2 ± 0,094	59 (+7,8 ; -7,4)
Immi Waddar
98-15-1	Cymatium	8	0,1	3,470 ± 0,100	<	>1423	1,430 ± 0,022	48 ± 2
98-15-2	Thaïs	8	28	1,331 ± 0,045	<	>95	1,465 ± 0,053	66,7 ± 3,6
Aghroud
92-12	Lutraria	4	1	1,326 ± 0,049	<	>120	1,7 ± 0,055	119 (+9 ; -8)
Tiguirt
92-15	Mytilus	8	0,1	0,316 ± 0,012	<	>64	1,28 ± 0,073	123 (+11 ; -10)
92-16A	Thaïs	7	16	0,406 ± 0,015	<	>48	1,42 ± 0,065	103 (+8 ; -7)
92-16B	Thaïs	7	1	0,829 ± 0,032	<	>72	1,67 ± 0,067	101 (+7 ; -6)
97-20	Thaïs	7	50	1,346 ± 0,068	<	>880	2,22 ± 0,073	84,8 (+6,9 ; -6,5)
Taghazout
98-4	Mytilus	5	0,1	0,785 ± 0,024	0,003 ± 0,006	746	1,15 ± 0,035	113,3 (+8,1 ; -7,6)
98-5	Mytilus	5,5	0,5	0,949 ± 0,030	0,004 ± 0,012	739	1,2 ± 0,038	113,9 (+8,9 ; -8,3)
98-6	Mytilus	6	0,1	0,445 ± 0,013	<	>259	1,230 ± 0,049	107,5 (+7,9 ; -7,4)
98-7-1	Mytilus	6	0,5	1,004 ± 0,026	0,012 ± 0,006	238	1,185 ± 0,027	92,8 (+4,8 ; -4,6)
98-7-2	Thaïs	6	12	4,229 ± 0,112	0,011 ± 0,007	852	1,19 ± 0,017	62,4 ± 2,6
Cap Ghir
97-19bas	Thaïs	6	12	0,181 ± 0,006	<	>72	1,22 ± 0,054	103 (+9 ; -8)
Si Azza ou Ihda
98-16SA	Cymatium	6	7	0,457 ± 0,010	0,023 ± 0,005	78	1,5 ± 0,044	116,6 (+5,8 ; -5,5)
Ibni Ifrasse
98-24	Thaïs	5,5	0,2	0,648 ± 0,016	0,008 ± 0,004	301	1,4 ± 0,035	122,0 (+6,8 ; -6,4)
Km 50
92-10A	Thaïs	4	37	0,803 ± 0,029	<	>95	1,31 ± 0,055	122 (+11 ; -10)
92-10B	Thaïs	4	37	0,798 ± 0,019	<	>180	1,3 ± 0,034	116±7
92-10C	Mytilus	4	50	0,901 ± 0,037	<	>45	1,22 ± 0,050	66±5
97-17	Mytilus	6	0,8	0,322 ± 0,015	<	>146	1,190 ± 0,077	126,5 (+17 ; -15)
98-18	Mytilus	6	100	0,297 ± 0,010	0,022 ± 0,021	47	1,2 ± 0,065	132 (+16 ; -14)

Tableau 1 : Résultats d'analyse radiochimique des échantillons de coquilles de mollusques.
Table 1: Results of the radiochemical analysis of mollusk shells.

Discussion des résultats

Les teneurs en uranium mesurées dans les échantillons analysés sont distribuées, comme le montre l'histogramme de la Figure 3 , entre 0,179 et 5,22 ppm. Ces teneurs sont, généralement, très supérieures à celles mesurées dans les coquilles vivantes ou appartenant à la période de l'Holocène (0,005 - 0,5 ppm) (Kaufman et alii, 1971 ; Ivanovitch et alii, 1983 ; Hillaire-Marcel et alii, 1996). Elles montrent que les coquilles plus anciennes que celles de l'Holocène ont dû incorporer de l'uranium d'une manière continue ou discontinue au cours de l'enfouissement. Ceci expliquerait la dispersion des âges obtenus dans les quatre coupes qui appartiennent, d'après leur position stratigraphique, au même stade climatique et donc, normalement, de même âge. La dispersion des âges a été également constatée dans la même coupe, pour des échantillons prélevés au même endroit et appartenant à la même espèce. L'uranium secondaire incorporé par les coquilles fossiles peut avoir comme origine l'eau de mer et/ou l'eau circulante des rivières. Dans ces conditions, l'âge apparent d'une coquille ne peut donc représenter qu'un âge minimum, sachant que, si l'incorporation avait eu lieu juste après la fossilisation, l'âge ²³⁰Th/²³⁴U n'aurait été que peu modifiée.

La Figure 2 montre que les âges obtenus sont strictement inférieurs ou égaux à l'âge du plus haut niveau marin 5e daté, d'après des mesures sur des coraux non recristallisés, soit à 120 ka environ (Bard et alii, 1990 ; Bloom et alii, 1974 ; Broecker et alii, 1965).

À noter que des datations effectuées sur des récifs coralliens situés sur des côtes stables suggèrent que ce niveau a atteint sa hauteur maximale à 6 ± 2 m par rapport au niveau de la mer actuel, il y a environ 135 ka et peut être avant, et qu'il est resté stable au moins jusqu'à 115 ka et peut être plus tard (Lambeck & Nakada, 1992).

Les résultats obtenus ne montrent aucune relation évidente entre le rajeunissement de l'âge et la dispersion des teneurs en uranium (Fig. 6 ). Néanmoins cette figure montre que les échantillons ayant de fortes teneurs en ²³⁸U, si l'on excepte un seul cas, ont tendance à donner des âges rajeunis. Par contre pour les teneurs inférieures à 3 ppm, on obtient un mélange d'âges proches de 125 ka et des âges rajeunis. Ceci peut être expliqué par les différents modes et moments possibles de l'incorporation postérieure d'uranium secondaire.

En résumé, l'hypothèse de rajeunissement d'âges est basée sur le fait que, dans notre étude, les coupes échantillonnées sont géologiquement équivalentes et que la dispersion des âges a été constatée dans la même coupe, pour des échantillons prélevés au même endroit et appartenant à la même espèce. L'hypothèse d'une incorporation secondaire d'uranium est basée sur le fait que les teneurs en uranium mesurées dans ces échantillons sont généralement plus importantes que celles souvent mesurées dans les coquilles vivantes ou appartenant au niveau holocène.

Pour confirmer ces interprétations nous avons été amenés à comparer les datations obtenues sur quatre sites (Pêcheur, Anza, Usine et Tamraght) dont l'emplacement et les conditions de conservation sont apparemment différents. Le degré de fiabilité varie de 75 % pour le site Pêcheur, apparemment le mieux conservé, à 0 % pour le site Usine, exposé continuellement au courant d'eaux de mer et continentales. Le degré de fiabilité dans les deux autres sites Tamraght et Anza, moins exposés que le site Usine, est de 17 % environ.

Les résultats montrent que le rajeunissement observé n'a aucun lien avec l'espèce des coquilles analysées. Deux coquilles prélevées au même endroit, appartenant à la même espèce et ayant des taux de calcite comparables donnent des âges différents. C'est le cas, par exemple, des échantillons 96-1b-2, 96-1b-2', 97-1mer1 et 97-mer2 au site de Tamgahrt. Au même endroit et au même site km-50, deux coquilles appartenant à la même espèce Mytilus ayant des taux de calcite très différents 0,8 % et 100 %, donnent pratiquement les mêmes résultats : 126,5 (+17 ; -15) et 132 (+16 ; -14). Au site Pêcheur, deux Thaïs 96-17 et 96-17b8 ayant les mêmes taux de calcite (3% et 4%) donnent des âges différents : 57,7 (+3,3 ; -3,2) et 103 (+10 ; -9).

Ces considérations amènes à penser que les âges compris entre 40 et 140 ka, souvent trouvés, pour le niveau ouljien, sur les côtes marocaines, ne correspondent donc pas à plusieurs niveaux marins comme cela a été suggéré par certains auteurs (Stearns & Thurber, 1965 ; Hoang et alii, 1978 ; Weisrock, 1980 ; Brébion et alii, 1984), mais seulement à des rajeunissements par une incorporation postérieure d'uranium.

Modélisation de la relation entre l'âge réel et l'âge apparent

Les résultats obtenus lors de cette étude montrent que les âges des coquilles de mollusques fossiles sont souvent rajeunis. Cela peut être dû à une incorporation postérieure d'uranium et cette incorporation peut être continue ou discontinue.

1. Incorporation continue

Dans ce cas, on suppose que les coquilles de mollusques fossiles ne contenaient initialement ni uranium ni ses descendants, et que leur système a été ouvert durant la fossilisation pour une incorporation linéaire et continue d'uranium. La relation entre l'âge réel et l'âge apparent, et qui ne dépend pas du taux d'incorporation si cette dernière est linéaire, est donné dans la Figure 7 . Cette figure montre qu'un âge réel de 125 ka correspondrait à un âge apparent de 56 ka et qu'un âge apparent de 125 ka correspondrait à un âge réel de 340 ka. En tenant compte des intervalles d'incertitudes dus à la mesure, des coquilles formées pendant le stade 5e, dont l'âge est compris entre 115 et 135 ka, donneront, dans le cas d'une incorporation continue et linéaire, des âges apparents compris entre 48 et 62 ka. Des âges apparents compris entre 115 et 135 ka seront également obtenus, selon le même phénomène, pour des coquilles dont les âges réels sont compris entre 295 et 390 ka.

2. Incorporation discontinue

L'incorporation de l'uranium peut être, dans certains cas, discontinue et épisodique sous l'effet des changements brutaux du climat et des circulations d'eau. Des approches ont été utilisées pour corriger les âges des échantillons d'ossements dont le système a un comportement proche de celui des coquilles (Chen & Yuan, 1988) en supposant la possibilité d'échange d'uranium et de ses descendants dans les deux sens. Nos résultats montrent que l'uranium ne peut qu'être incorporé par les coquilles pendant la fossilisation.

Si l'on suppose que la quantité incorporée d'uranium l'emporte sur la quantité incorporée initialement au moment de la formation, la relation entre l'âge réel et l'âge apparent est donnée en fonction du moment d'incorporation par les droites de la Figure 8 . D représente le rapport de l'intervalle de temps qui nous sépare du moment d'incorporation secondaire d'uranium sur celui qui nous sépare du moment d'incorporation initiale pendant la formation.

La figure 8 montre que l'âge réel d'une coquille de mollusque fossile peut être rajeuni à n'importe quel moment par l'incorporation secondaire d'uranium à la suite d'un changement brutal dans les conditions environnantes du milieu d'enfouissement; il en résulte la possibilité de mesurer des âges apparents compris entre l'âge réel et l'actuel. Elle montre également qu'un âge apparent peut correspondre à plusieurs âges réels selon la valeur de D qui indique le moment de cette incorporation.

Conclusions

La datation radiochimique par la méthode de déséquilibre radioactif dans les familles naturelles de l'uranium ²³⁰Th/²³⁴U de 76 échantillons de coquilles de mollusques fossiles prélevés à des altitudes comprises entre 4 et 8 m dans 4 coupes équivalentes au nord du Port de la ville d'Agadir sur la côte Atlantique du Haut Atlas a permis de tirer les conclusions principales suivantes :

Des coquilles prélevées au même endroit, même si elles appartiennent à la même espèce, ne donnent pas toujours des résultats concordants. Ce qui confirme la non-fiabilité de la datation des coquilles de mollusques déjà suggérée par d'autres auteurs.
Les âges compris entre 40 et 140 ka, souvent trouvés pour le niveau ouljien sur les côtes marocaines, ne correspondent pas à plusieurs niveaux marins comme cela a été suggéré par certains auteurs, mais seulement au plus haut niveau marin 5e dont l'âge (autour de 125 ka) a été rajeuni par une incorporation postérieure d'uranium. Cette incorporation pourrait être continue durant l'enfouissement comme elle pourrait être épisodique, ce qui explique la gamme d'âges rajeunis obtenus pour un même niveau. L'hypothèse de rajeunissement d'âges est basée sur le fait que ces variations s'observent sur des coupes géologiquement équivalentes et l'hypothèse d'une incorporation secondaire d'uranium est basée sur le fait que les teneurs en uranium mesurées dans les échantillons du niveau ouljien sont souvent plus importantes que celles mesurées dans les coquilles vivantes ou appartenant au niveau Holocène.
Les âges obtenus pour les coquilles de mollusques sont souvent rajeunis par une incorporation postérieure et peuvent ne représenter que des âges minimums pour les formations qui livrent ces échantillons.
Les âges rajeunis des coquilles de mollusques fossiles ne peuvent pas être corrigés de manière univoque par l'application des modèles de correction, basés sur des hypothèses d'incorporation postérieure d'uranium (continue ou épisodique). Un âge apparent pourrait correspondre, d'après le modèle d'incorporation épisodique d'uranium, à plusieurs âges plus anciens.
L'âge doit être, même dans le cas de multiplication de mesures sur des coquilles de mollusques prélevées dans la même coupe ou dans des coupes équivalentes, confronté au contexte géologique du site avant d'être validé.

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