Sergio Andò
Dipartimento di Scienze della Terra e Geotecnologie di Milano-Bicocca, Piazza della Scienza 4, 20126, Milano
Giovanna Castiglioni
Studio Museo Achille Castiglioni, Piazza Castello 27, 20124, Milano

Riassunto

Durante la nostra partecipazione alla “Spedizione Scientifica Malacologica”, avvenuta tra dicembre 2008 e gennaio 2009 (www.mnlg.it) e svoltasi negli atolli della Riserva e Biosfera di Fakarava, sono state compiute una serie di osservazioni di terreno e di campionamenti per realizzare il censimento delle faune a molluschi negli atolli di Fakarava, Niau, Aratika e Toau. Numerose foto aeree sono state scattate durante i trasferimenti tra i diversi atolli. Il materiale raccolto e i rilievi effettuati direttamente nei luoghi esplorati vengono qui di seguito presentati allo scopo di fornire un resoconto delle evidenze geologiche da noi osservate. Il nostro contributo alla loro conoscenza non vuole essere esaustivo, ma intende sollecitare la curiosità di chi legge e invogliare altri ricercatori ad approfondire le tematiche trattate.

Introduzione

Numerosi ed importanti studi sono stati svolti in passato in diversi settori ed isole della Polinesia Francese. Alcune di queste ricerche hanno preso in esame tematiche geologiche ed ambientali e sono risultate di fondamentale importanza per gli studi correlati ai cambiamenti climatici del nostro pianeta. Lo studio degli ambienti attuali e una piena comprensione delle relazioni esistenti tra questi e gli organismi viventi che li popolano, è importante per creare i presupposti alla comprensione degli eventi passati. Poiché le rocce conservano mute testimonianze di eventi lontani, utilizzando le osservazioni sulle dinamiche in atto oggi in tali luoghi, possiamo tentare di affrontare, con qualche speranza di successo, lo studio di un passato privo di testimoni e di darne una spiegazione. Questi luoghi remoti rappresentano un laboratorio naturale di straordinaria importanza e ad oggi non esistono studi complessivi ed esaustivi che considerino nel loro insieme il sistema terra-acqua-atmosfera.

Osservazioni geologiche sulle Tuamotu nord occidentali

Secondo le mappe batimetriche (Monti 1974; Mammerickx et al. 1975), gli atolli delle Tuamotu nord-occidentali rappresentano la cima di coni vulcanici che sorgono su una vasta dorsale situata tra 1500 e 3000 metri, li dove il fondo dell’oceano raggiunge i 4500 metri di profondità. Diversi autori (Clague, 1981; Schlanger, 1981; Schlanger et al., 1984) sostengono che i vulcani, oggi estinti, su cui si trovano gli atolli delle Tuamotu, siano stati attivi intorno agli 80 milioni di anni fa, momento in cui partì la storia dei nostri reef. Secondo tale ipotesi, non vi fu dunque una migrazione dell’attività magmatica, diversamente da quanto sostenuto dalla teoria proposta da Darwin che invocava una migrazione dell’attività eruttiva e successivo impostarsi di un atollo al posto del cono ormai freddo e subsidente (Duncan and McDougall, 1974). Recenti osservazioni di tipo geomorfologico e geocronologico, indicano che la formazione della catena delle Tuamotu è molto più antica rispetto a quella delle altre isole vicine della Polinesia Francese. Diverse perforazioni sono state effettuate sui fianchi degli antichi edifici vulcanici, al di sotto degli attuali atolli e vi sono testimonianze del contributo delle scogliere coralline alla sedimentazione già nell’Eocene, 50 milioni di anni fa. Altre ipotesi esistono sulla nascita di queste isole e sulla loro lunga storia, ma non essendo il nostro intento analizzare tale dibattito, si rimanda al lavoro di Montaggioni et al., 1987 e Montaggioni e Braithwaite, 2009, per una ampia e completa rilettura delle possibili teorie proposte dai diversi autori.

L’evidenza morfologica che più ci ha colpito, prima dalla lettura della bibliografia e poi dalle osservazioni aeree e di terreno effettuate a Niau, è che un gran numero di atolli della regione nord occidentale delle Tuamotu, situati nelle vicinanze dei vulcani recentemente attivi di Tahiti, Moorea e Mehetia, risultano diversamente elevati sul livello del mare. Si trovano qui vere e proprie scogliere frangenti, del tutto assenti in altre regioni della Polinesia. Per spiegare queste anomalie sono stati studiati in dettaglio i profili topografici in tali regioni. Si è così osservata una serie di allineamenti arcuati nelle curve batimetriche e diverse zone profondamente ribassate. Diversi lavori attribuiscono il sollevamento tettonico di questi atolli al carico litostatico del vicino complesso vulcanico di Tahiti (Mc Nutt e Menard, 1978; Lambeck, 1981). L’elevazione misurata è solitamente compresa tra 3-6 m (Montaggioni et al., 1987) ma cambia nelle diverse isole, spesso in rapporto alla loro distanza da Tahiti e raggiunge il suo massimo, con 113 metri, a Makatea. In queste regioni, più che gli effetti correlati ad un cambiamento globale del livello del mare, sarebbero state le enormi forze messe in gioco dalla tettonica a determinare le morfologie osservate. Tuttavia mentre la comunità scientifica condivide la prima ipotesi (tettonica), non esclude del tutto la componente eustatica e non è in completo accordo sull’esatto ammontare del sollevamento dovuto alle sole forze di carico litostatico (Pirazzoli e Montaggioni 1986; 1988). Nuove informazioni potrebbero venire dalla raccolta di ulteriori età radiometriche (U/Pb) che consentirebbero di ricostruire meglio la storia geologica dei diversi centri eruttivi e degli atolli associati.

Gli affioramenti oggi visibili nelle Tuamotu sono databili a partire dal Miocene (Montaggioni e Braithwaite, 2009) e il loro sollevamento, pur in tempi diversi nei vari siti, è iniziato nel Quaternario. Molte delle morfologie osservate sulle isole da noi visitate, sono in parte ereditate da eventi di dissoluzione delle rocce carbonatiche verificatesi durante il minimo del livello del mare pleistocenico (Montaggioni et al., 1987; Purdy e Winterer, 2001). Tuttavia si ritiene che l’aspetto attuale delle coste rappresenti il complesso risultato delle variazioni del livello del mare legate ai movimenti tettonici ed ai cambiamenti glacio-eustatici avvenuti durante il Quaternario. Le scogliere attorno a queste isole, datate dal medio e tardo Pleistocene all’Olocene, si ritrovano oggi a diverse quote sul livello del mare. I resti di carbonati pre-pleistocenici, parzialmente dolomitizzati, sono visibili su diversi atolli ed appaiono come rovine dissolte dal carsismo e vengono chiamati “feos” dai polinesiani. I depositi sedimentari più recenti sono costituiti da pochi metri di detrito carbonatico, con rare colonie di corallo in posto e solo localmente deposti sopra dei sottili livelli fosfatici (Montaggioni e Braithwaite, 2009).

Résumé

Pendant notre participation à l’ "Expédition Scientifique Malacologique" qui s’est déroulé entre décembre 2008 et janvier 2009 (www.mnlg.it) dans les atolls de la Réserve et Biosphère de Fakarava, ont été accompli une série d'observations de terrain et d'échantillonnages pour réaliser le recensement des faunes à coquillages dans les atolls de Fakarava, Niau, Aratika et Toau. De nombreuses photos aériennes ont faites pendant les déplacements entre les différents atolls. La récolte matérielle et les observations ont pour but de fournir un compte rendu sur quelques-uns des phénomènes géologiques des plus intéressants que nous avons pu observer. Notre contribution à leur connaissance ne veut pas être exhaustive, mais elle entend seulement solliciter la curiosité du lecteur et inciter les autres chercheurs à approfondir les thématiques traitées.

Introduction

De nombreuses et importantes études se sont déroulées dans le passé dans différents secteurs et îles de la Polynésie française. Quelques-unes de ces recherches ont permis des examens géologiques thématiques et ambiants et ont révélé d'importantes fondamentales pour des études liées aux changements climatiques de notre planète. L'étude des milieux actuels permet une pleine compréhension des relations existantes entre ceux-ci et les organismes vivants qui les peuplent. Elle est importante pour créer les fondements de la compréhension des événements passés. Les roches conservent des témoignages muets d'événements lointains, en utilisant les observations sur les dynamiques observables en tels endroits, nous pouvons tenter d'affronter, avec quelque espoir de succès, l'étude d'un passé privé de témoins et d'en donner une explication. Ces endroits lointains représentent un laboratoire naturel d'importance extraordinaire et aujourd'hui il n'existe pas d’études totales et exhaustives qui considèrent dans leur ensemble le système terre-eau-atmosphère.

Observations geologiche sur les Tuamotu occidentaux nord

Selon les cartes marines, (Monti 1974; Mammerickx et au. 1975), les atolls des Tuamotu nord occidentales recouvrent la cime de cônes volcaniques qui se lèvent sur une vaste dorsale située à 1500-3000 m de profondeur. Dans cette zone les édifices volcaniques ne partiraient pas du fond de l'océan qui atteint ici 4000-4500 m. Différents auteurs, (Clague, 1981; Schlanger, 1981; Schlanger et au, 1984) soutiennent que les volcans aujourd'hui éteints sur lesquels se trouvent les atolls des Tuamotu auraient été simultanément actifs autour des 80 millions d'années. Il y n'avait donc pas une migration de l'activité magmatique contrairement à la théorie proposée par Darwin qui invoque une migration de l'activité éruptive puis une mise en place d’un atoll autour du cône froid,( Duncan and McDougall, 1974). Les récifs auraient donc commencé leur histoire il y a 80 à 70 millions d'années. Les observations récentes de type géomorphologique et de type géochronologique indiquent que la formation de la chaîne des Tuamotu est beaucoup plus ancienne par rapport aux autres îles voisines de la Polynésie française. Différents carottages ont été effectués sur les parois des anciens édifices volcaniques, sous les atolls actuels et il a été trouvé des traces de sédimentation datant de l'Eocene, il y a 50 millions d'années. D’autres hypothèses existent sur la naissance de ces îles et sur leur longue histoire, mais il n’est pas de notre but d’en débattre, nous vous renvoyons donc au travail de Montaggioni et au., 1987, pour une relecture ample et complète des théories possibles invoquées par ces différents auteurs.
L'évidence morphologique qui nous a le plus frappés, avant la lecture et les observations aériennes puis de terrain arrivés à Niau, c’est que dans un grand nombre d'atolls de la région occidentale nord des Tuamotu, située non loin des volcans actifs récents de Tahiti, Moorea et Mehetia, on trouve des variances d’altitudes faibles par rapport au niveau de la mer, avec de véritables récifs frangeants, absents des autres régions de la Polynésie. L'explication de telles anomalies prend en considération les profils topographiques de ces régions, qui montrent des alignements arqués dans les courbes bathymétriques et zones très profondes. Différents travaux indiquent que le soulèvement tectonique de ces atolls semble être le résultat d’une pression lithostatique due au complexe volcanique voisin de Tahiti, (Mc Nutt and Menard, 1978; Lambeck, 1981). Le soulèvement habituellement observé est compris entre 3 à 6 m, (Montaggioni et au., 1987) et varie suivant les différentes îles, souvent en rapport avec leur distance de Tahiti et il atteint les 113 m à Makatea. La tectonique et les forces énormes des masses présentes mises en jeu auraient déterminé donc les morphologies que nous observons et non pas l'hypothèse d'un changement global du niveau de la mer. Cependant, pendant que la communauté scientifique semble se mettre en accord définitivement avec la première hypothèse (tectonique) elle n’exclut pas d’autres avis qui diffèrent sur l’altitude exacte du soulèvement dû aux poussées lithostatiques seules. (Pirazzoli and Montaggioni 1986; 1988). De nouveaux renseignements viendront de récoltes radiométriques ultérieures qui permettront de mieux discerner les rapports entre les différents centres éruptifs et les atolls.
Les affleurements visibles des Tuamotu datent du Miocène (Montaggioni et Braithwaite, 2009) et leurs élévations, même s'ils ont eu lieu à différents moments, ont commencé dans le Quaternaire. La plupart des morphologies observées sur les îles que nous avons visités, sont en partie héritées de la dissolution des roches carbonatées au cours d'événements survenus au cours du Pléistocène , lors du niveau de la mer le plus bas observé. (Montaggioni et au. 1987; Purdy et Winterer, 2001). Toutefois, on estime que la forme réelle de la côte est le résultat global de l'évolution du niveau des mers conjugué à des mouvements tectoniques et des variations glacio-eustatiques au cours du Quaternaire. Les récifs autour de ces îles, datant du Pléistocène supérieur et Holocène moyen, se trouvent aujourd'hui à différentes altitudes au-dessus de la mer. Les restes de carbonates pré-Pléistocène, partiellement dolomitiques sont visibles sur plusieurs atolls et apparaissent comme des ruines dissoutes par karstiques et sont appelés "Feos" par les Polynésiens. Les dernières dépôts sédimentaires se composent de quelques mètres de débris de carbonates, avec des colonies de corail occasionnelles en place et localement placées au-dessus des niveaux de phosphate minces (Montaggioni et Braithwaite, 2009).