Séparer les signaux tectoniques et climatiques dans les enregistrements du niveau de la mer holocène à l’aide des terrasses marines du centre du Chili

Pourquoi les lignes de rivage anciennes comptent aujourd’hui

À mesure que les mers actuelles montent, les villes côtières, les zones humides et les infrastructures voient leurs risques augmenter. Pour se préparer, les scientifiques doivent connaître non seulement l’ampleur de la montée des océans, mais aussi la façon dont la terre elle‑même se déplace verticalement. Le long de nombreuses côtes, un relèvement ou un affaissement tectonique lent peut soit masquer soit amplifier les changements du niveau de la mer d’origine climatique. Cette étude aborde ce problème sur la côte sujette aux séismes du centre du Chili, en utilisant des lignes de rivage rocheuses anciennes pour séparer l’effet du mouvement du sol de la montée et de la baisse de la mer, fournissant des indices plus nets sur les risques côtiers futurs.

Falaises étagées comme marégraphes naturels

Le littoral chilien au sud de Santiago est bordé de bancs rocheux et de falaises appelés terrasses marines. Chaque terrasse est une plate‑forme plane taillée par les vagues quand le niveau de la mer se maintenait à une certaine hauteur, puis soulevée hors de la zone d’action des vagues à mesure que la terre s’élevait. Les auteurs ont cartographié plus d’une centaine de terrasses holocènes (les ~12 000 dernières années) et plus de deux cents terrasses plus anciennes du Pléistocène supérieur le long de 500 kilomètres de côte à l’aide de relevés lidar aéroportés à haute résolution. En identifiant soigneusement « l’angle de rivage » où les falaises marines anciennes rencontrent leurs anciennes plates‑formes d’érosion, ils ont traité ces terrasses comme des marégraphes naturels qui enregistrent l’endroit où la mer se trouvait autrefois.

Décoder le lent soulèvement du sol

Pour comprendre quelle part de la hauteur de chaque terrasse provient du relèvement tectonique plutôt que du changement océanique, l’équipe a comparé les terrasses holocènes plus récentes avec des terrasses plus anciennes formées pendant la dernière période interglaciaire il y a environ 125 000 ans. Ils ont constaté que les élévations des terrasses jeunes et anciennes sont fortement et linéairement corrélées le long de la côte, et que les vitesses de relèvement déduites des terrasses anciennes correspondent au schéma observé pour les terrasses plus récentes. Cette relation étroite indique que la côte s’est élevée à des vitesses presque constantes pendant au moins 125 000 ans, malgré de nombreux grands séismes. Cette constatation permet aux chercheurs de traiter le relèvement tectonique comme une tendance de fond à long terme qui peut être soustraite mathématiquement de la hauteur des terrasses holocènes.

Révéler un ancien haut niveau marin et tester les modèles globaux

Une fois la composante tectonique retirée, la hauteur restante des terrasses holocènes reflète l’élévation réelle de la mer par rapport à aujourd’hui. L’analyse montre que, pendant le milieu de l’Holocène, le niveau de la mer le long de cette partie du Chili a culminé à environ 3,2 mètres au‑dessus du niveau moyen actuel. Les auteurs ont ensuite comparé cette estimation à un ensemble de modèles globaux d’« ajustement glacio‑isostatique », qui simulent l’interaction entre les calottes glaciaires et l’intérieur visqueux de la Terre pour faire varier le niveau local de la mer sur des millénaires. Un modèle particulier — avec une couche externe relativement épaisse et un manteau sous‑jacent quelque peu moins visqueux — prédisait un haut niveau holocène seulement d’environ 0,3 mètre supérieur à l’estimation fondée sur les terrasses. En utilisant un modèle d’évolution du paysage qui simule l’érosion par les vagues et le relèvement côtier, l’équipe a également pu reproduire le schéma observé des hauteurs de terrasses lorsqu’elle a injecté cette même histoire du niveau de la mer et ces vitesses de relèvement.

Ce que le mouvement stable implique pour les côtes futures

La côte chilienne est célèbre pour ses séismes géants, comme l’événement de magnitude 8,8 du Maule en 2010 qui a relevé brusquement certains tronçons du littoral de plus de deux mètres et abaissé d’autres. Pourtant, lorsque les auteurs ont comparé les élévations des terrasses référencées avant et après ce séisme, le niveau de la mer estimé pour le milieu de l’Holocène était essentiellement identique. S’étendant sur de nombreux cycles sismiques et des centaines de kilomètres, l’enregistrement des terrasses rocheuses moyenne les variations brèves pour révéler un taux de relèvement à long terme stable. Cette stabilité suggère que, au cours des millénaires à venir, les mouvements verticaux du sol ici devraient rester similaires à ceux du passé récent.

Enseignements pour un monde de rivages changeants

En montrant que le relèvement à long terme de la terre peut être clairement séparé des changements passés du niveau de la mer, ce travail renforce la confiance tant dans les archives géologiques locales que dans les modèles globaux du niveau marin. Pour les aménageurs et les scientifiques préoccupés par les inondations futures, la santé des zones humides côtières et le stockage du carbone, le message est que le relèvement et l’affaissement à l’échelle millénaire doivent être pris en compte, en particulier le long de marges tectoniquement actives. Les rivages rocheux, souvent négligés par rapport aux marais boueux ou aux plages sableuses, apparaissent ici comme des archives puissantes pouvant affiner les projections du changement relatif du niveau de la mer et améliorer notre compréhension de la façon dont la surface solide de la Terre et ses océans réagissent ensemble aux variations climatiques.

Citation: Melnick, D., Jara-Muñoz, J., Garrett, E. et al. Separating tectonic and climate signals in Holocene sea-level records using marine terraces in central Chile. Sci Rep 16, 9083 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43249-6

Mots-clés: variation du niveau de la mer, relèvement tectonique, terrasses marines, haut niveau holocène, côte chilienne