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BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2017, N° 333 (3) 67
ÉVOLUTION DES PAYSAGES HOLOCÈNES / LE POINT SUR…
Le rôle de l’évolution des paysages
holocènes dans le comblement
des bas-fonds du Parc national
de la Lopé, moyenne vallée
de l’Ogooué au Gabon
Photo 1.
Le marais Lopé 2.
Photo équipe Ecotrop, 2011.
Victory Nfoumou Obame1
Makaya M’Voubou1
David Sebag2, 3
Richard Oslisly4
Laurent Bremond5
Michel Mbina Mounguengui1
Pierre Giresse6
1 Université des sciences et techniques
de Masuku
Département de géologie
BP 901, Franceville
Gabon
2 Université de Rouen, CNRS
UMR 6143 M2C
76821 Mont-Saint-Aignan
France
3 IRD
UR 050 HSM
LMI Picass’eau
Université de Ngaoundéré
Cameroun
4 IRD
UMR 208 PALOC
Agence nationale des parcs nationaux
BP 20379, Libreville
Gabon
5 Université de Montpellier 2,
CNRS, IRD, EPHE
Institut des sciences de l’évolution
UMR 5554
Place Eugène Bataillon
34095 Montpellier Cedex 05
France
6 UMR CNRS 5110,
Université de Perpignan-Via Domitia
Centre de formation et de recherche
sur les environnements méditerranéens
52, avenue Paul Alduy
66860 Perpignan
France
Auteur correspondant / Corresponding author:
Victory Nfoumou Obame - victory.nfoumou@gmail.com
68
BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2017, N° 333 (3)
FOCUS / EVOLUTION OF HOLOCENE LANDSCAPES
RÉSUMÉ
LE RÔLE DE L’ÉVOLUTION DES PAYSAGES
HOLOCÈNES DANS LE COMBLEMENT
DES BAS-FONDS DU PARC NATIONAL DE
LA LOPÉ, MOYENNE VALLÉE
DE L’OGOOUÉ AU GABON
Des analyses sédimentologique et géo-
chimique associées à des datations 14C
ont été réalisées sur une carotte sédi-
mentaire prélevée dans le marais Lopé 2
situé dans la zone nord du Parc national
de la Lopé au Gabon. L’ensemble des
résultats obtenus nous amène à subdivi-
ser cette carotte en trois principales uni-
tés. La première unité part de la base de
la carotte à 2 320 ans cal BP. Durant cette
période, le marais Lopé 2 est une dépres-
sion topographique inondée occasion-
nellement en saison des pluies. Cette
unité correspond à une formation pédo-
logique constituée d’argile, de quartz
et de matière organique très dégradée.
La fin de cette unité correspond à la fin
de la péjoration climatique qu’a connue
l’Afrique centrale autour de 2 500 ans BP.
La deuxième unité va de 2 320 à 585 ans
cal BP. Elle montre une diminution pro-
gressive du flux de quartz témoignant de
la densification relative de la végétation
du marais en conséquence d’une humidi-
fication du climat. La matière organique
de cette unité relativement abondante
et riche en constituants réfractaires est
d’origine mixte. La troisième unité qui
va de 585 ans cal BP à l’actuel connaît
un couvert végétal associé au dévelop-
pement du marais (amorcé à l’unité 2),
entretenu par l’humidité du climat. Ici,
la matière organique est riche en consti-
tuants biologiques.
Mots-clés : sédimentologie, matière
organique, géochimie, marais, Holocène
récent, paysage, Gabon.
ABSTRACT
HOW EVOLVING HOLOCENE LANDSCAPES
ARE FILLING IN THE VALLEY BOTTOMS
OF GABON’S LOPÉ NATIONAL PARK
IN THE MID OGOOUÉ VALLEY
Sedimentological and geochemical ana-
lyses and 14C dating were performed for a
sedimentary core sample from the Lopé 2
marsh in the northern zone of Gabon’s
Lopé National Park. The results produced
a division of the core sample into three
main units. The basal part of the core
sample was dated to 2,320 years cal BP.
At this time, the Lopé 2 marsh was a topo-
graphic hollow that flooded sporadically
during the rainy season. This unit corres-
ponds to a soil formation of clay, quartz
and highly decomposed organic matter.
The upper boundary of this unit corres-
ponds to the end of the climatic deterio-
ration that affected central Africa around
2,500 years BP. The second unit represents
the period from 2,320 to 585 years cal BP.
This shows a gradual decrease in the flow
of quartz that reflects the increasing rela-
tive density of the marsh vegetation as the
climate became more humid. The organic
matter in this unit is of mixed origin, rela-
tively abundant and with a high content of
refractory material. The third unit, repre-
senting the period from 585 years cal BP
to the present, shows plant cover asso-
ciated with developing marshland (which
began in unit 2) that was sustained by the
humid climate. The organic matter here is
rich in biological material.
Keywords: sedimentology, organic
matter, geochemistry, marsh, recent
Holocene, landscape, Gabon.
RESUMEN
PAPEL DE LA EVOLUCIÓN DE LOS
PAISAJES HOLOCENOS EN EL RELLENO
DE LOS ESTEROS DEL PARQUE NACIONAL
DE LOPÉ EN EL VALLE MEDIO
DEL OGOOUÉ EN GABÓN.
Se realizaron análisis sedimentológicos
y geoquímicos, asociándolos a data-
ciones de 14C, en un testigo sedimentario
extraído en el pantano Lopé 2 ubicado
en la zona norte del Parque Nacional de
Lopé en Gabón. Los resultados obtenidos
nos llevaron a subdividir dicho testigo
en tres unidades principales. La primera
unidad va de la base del testigo hasta
2 320 años cal AP. Durante este período
el pantano Lopé 2 es una depresión topo-
gráfica que se anega ocasionalmente
durante la temporada de lluvias. Esta
unidad se corresponde con una forma-
ción pedológica compuesta por arcilla,
cuarzo y materia orgánica muy degra-
dada. El final de esta unidad corresponde
al fin del empeoramiento climático expe-
rimentado en África Central en torno a
2 500 años AP. La segunda unidad va de
2 320 a 585 años cal AP y muestra una
disminución gradual en el flujo de cuarzo
que refleja la densificación relativa de
la vegetación del pantano debido a un
clima más húmedo. La materia orgánica
de esta unidad, relativamente abundante
y rica en componentes refractarios, es de
origen mixto. La tercera unidad, que va
de 585 años cal AP hasta la actualidad,
tiene una cubierta vegetal asociada al
desarrollo del pantano (iniciado en la uni-
dad 2) y mantenida por la humedad del
clima. En este tramo, la materia orgánica
es rica en componentes biológicos.
Palabras clave: sedimentología, mate-
ria orgánica, geoquímica, pantano,
Holoceno reciente, paisaje, Gabón.
V. Nfoumou Obame, Makaya M’Voubou,
D. Sebag, R. Oslisly, L. Bremond,
M. Mbina Mounguengui, P. Giresse
BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2017, N° 333 (3) 69
ÉVOLUTION DES PAYSAGES HOLOCÈNES / LE POINT SUR…
Introduction
Les paysages d’Afrique centrale ont connu de profonds
bouleversements depuis le dernier maximum glaciaire qui
a débuté il y a environ 20 000 ans BP (Maley, 2001). Cette
évolution est documentée par des archives sédimentaires
lacustres, dont la séquence BM6 du lac Barombi Mbo est la
référence (Maley et Brenac, 1998 ; Lebamba et al., 2012). Les
tendances régionales et les principales étapes sont connues.
En effet, de 10 000 à 2 800 ans BP, au lac Barombi Mbo, on
note une phase humide qui se caractérise par une exten-
sion forestière. De 2 800 à 2 000 ans BP, le lac Barombi Mbo
enregistre un climat fortement contrasté caractérisé par des
longues saisons sèches. Centré à l’échelle régionale (Afrique
centrale Ouest) entre 2 500 et 2 000 ans BP (Maley, 1992 ;
Ngomanda et al., 2008 ; Lebamba et al., 2016), ce climat a
permis le développement de savanes incluses autour du lac.
Cette phase climatique a été suivie d’une phase humide qui
va de 2 000 ans BP à l’actuel. Elle a occasionné un regain
forestier dont l’extension n’a pas encore atteint celle de la
première phase humide holocène. Ce regain forestier n’a
pas été synchrone dans tous les sites de l’Afrique centrale
(Maley, 2001). Au lac Nguène, la phase humide débute
à 1 950 ans BP et engendre une augmentation du niveau
lacustre. Ce n’est qu’à partir de 990 ans BP que le regain
forestier a débuté (Makaya M’Voubou, 2005 ; Ngomanda
et al., 2007 ; Giresse et al., 2009). Au lac Kamalété, l’éléva-
tion du niveau lacustre et la mise en place d’une mosaïque
forêt/savane plus arborée ne sont effectives qu’à partir de
520 ans BP (Makaya M’Voubou, 2005 ; Ngomanda et al.,
2005 ; Giresse et al., 2009). Au lac Ossa, la phase humide
est caractérisée par une élévation du niveau lacustre et un
regain forestier datés de 1 000 ans BP (Kossoni, 2003) alors
qu’au lac Sinnda elle commence à 1 200 ans BP et entraîne
une recrudescence des pluies interrompue par un bref épi-
sode sec vers 650 ans BP (Vincens et al., 2000). Autour du
lac Sinnda, les savanes persistent encore aujourd’hui.
Les causes de certains de ces évènements sont encore
débattues et difficiles à trancher (Weldeab et al., 2007 ;
Bayon et al., 2012) en raison de la faible densité géogra-
phique des séquences sédimentaires, du faible nombre
d’archives à long terme et du rôle souvent prépondérant
du contexte local (Ossa, Kamalété). Ce manque de données
est particulièrement sensible dans le centre du Gabon, et
notamment dans le Parc national de la Lopé où très peu de
séquences sédimentaires ont été étudiées (Ngomanda et
al., 2005 ; Giresse et al., 2009 ; Sebag et al., 2013), alors
que le contexte archéologique est très largement docu-
menté (Oslisly et Peyrot, 1992a et b ; Oslisly, 2001 ; Oslisly
et White, 2007). En effet, les vestiges de tous les stades de
la préhistoire ont été retrouvés dans le Parc national de la
Lopé, depuis les traditions céramiques associées aux pre-
mières installations néolithiques vers 4 000 ans BP jusqu’au
développement de la métallurgie du fer qui va s’épanouir
de 2 500 à 1 700 ans BP, dans le Parc national de la Lopé
(Oslisly, 2001 et 2012). L’augmentation du nombre de
sites entre 2 800 et 1 400 BP est suivie de leur diminution
brutale entre 1 300 et 900 ans cal BP, qui peut être inter-
prétée comme l’expression d’une crise démographique.
Ce phénomène (hiatus), particulièrement marqué dans la
moyenne vallée de l’Ogooué, affecte également l’ensemble
de l’arrière-pays du bloc forestier d’Afrique centrale atlan-
tique (Oslisly et al., 2013).
En dehors de rares séquences sédimentaires étudiées,
il existe dans ce parc des enregistrements sédimentaires
accumulés dans des bas-fonds marécageux. À travers la
nature et la qualité des sédiments qui s’y accumulent, ces
séquences enregistrent des changements climatiques et
environnementaux au cours du temps. À cet effet, l’enregis-
trement sédimentaire du marais Lopé 2 est étudié dans le
but de déterminer d’une part les phases de comblements
sédimentaires du marais durant la fin de l’Holocène, d’autre
part la succession des paléoenvironnements tout en souli-
gnant leurs rôles dans ce comblement. Pour atteindre ces
objectifs, les analyses des fractions organique et minérale
de cette accumulation sédimentaire ont été réalisées.
Présentation du site
et de la séquence sédimentaire
Le Parc national de la Lopé :
climat, végétation, géologie, sols
Le climat régional est de type équatorial chaud et
humide, marqué par deux saisons sèches et deux saisons
des pluies. La pluviométrie annuelle, autour de 1 500 mm,
est parmi les plus faibles du pays. Cette particularité est la
conséquence d’un effet de « foehn » sur le revers du mas-
sif du Chaillu et des monts de Cristal qui bloque une partie
de la mousson atlantique (Saint-Vil, 1977). La température
moyenne mensuelle varie entre 20,6 et 30,8 °C. La végéta-
tion de la Lopé est une mosaïque de forêt et de savane (Des-
coings, 1974). Le substrat géologique est essentiellement
formé de granitoïdes archéens (Chevallier et al., 2002). Les
sols sont de type ferrallitique à texture argilo-sableuse.
Leurs fractions fines sont composées de kaolinite, de gibb-
site, d’illite et de chlorite (Collinet et Forget, 1976). Les gra-
villons de quartz présents à la surface des sols et les sols
tronqués, parfois recouverts par des nappes de graviers,
signifient que ces sols sont depuis longtemps l’objet d’une
forte érosion par ruissellement (Peyrot et al., 2003).
Le marais Lopé 2
Le marais Lopé 2 (0°13’4,2’’ S-11°35’1,2’’ E) (photo 1)
est situé au nord du parc (figure 1) au pied du mont Yindo
(678 m d’altitude). Il occupe une dépression de 200 m de
long sur 50 m de large. Les flancs de la dépression ont des
pentes très fortes, notamment sur le flanc oriental. Des
blocs de granitoïdes sont visibles sur les flancs et autour du
marais. Le marais constitue une zone d’écoulement préfé-
rentiel durant les saisons pluvieuses vers la rivière Kombian.
Le marais est occupé par les herbacées, essentiellement
des cypéracées (Rhynchospora corymbosa) et quelques
fougères. Les abords immédiats du marais sont recouverts
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BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2017, N° 333 (3)
FOCUS / EVOLUTION OF HOLOCENE LANDSCAPES
d’une végétation forestière dominée par les okoumés
(Aukoumea klaineana). En arrière de cette végétation fores-
tière, le flanc oriental de la dépression est occupé par une
savane arbustive à Crossopteryx febrifuga où apparaissent
des espèces pionnières, Uapaca guineensis, Xylopia aethio-
pica et Lophira alata (azobés) (Ngomanda et al., 2007).
La séquence sédimentaire
La succession sédimentaire étudiée correspond à une
carotte de 355 cm de long prélevée dans le marais Lopé 2
à 10 m environ de la berge orientale, au cours de l’édition
2011 de l’École de terrain en écologie tropicale Ecotrop1.
La partie inférieure (355 à 250 cm) est composée d’un
dépôt quartzeux gris clair à beige qui montre dans sa partie
basale des taches d’oxydation du fer. Cette première partie
de la carotte est riche en grains de quartz et très pauvre en
débris végétaux. La partie supérieure de la carotte (250 cm
jusqu’au sommet) est constituée d’une vase de couleur très
variable allant du gris foncé au gris clair en passant par-
fois par le marron clair ou foncé. Elle est pauvre en quartz
mais caractérisée par l’abondance de débris végétaux. Les
analyses sédimentologiques ont porté sur 36 échantillons
prélevés selon un pas constant de 10 cm, et celles de la géo-
chimie organique (pyrolyse Rock-Eval) sur 29 échantillons
selon un pas de 10 cm variable en fonction de la lithologie.
1 www.ecotrop.com
Quatre échantillons de cette carotte ont été datés au 14C
par AMS (Accelerator mass spectrometry) au Laboratoire de
mesure du 14C de Saclay. Le premier, prélevé à 228 cm, a été
daté à 2 073 ans cal BP (A37032, âge 14C), le deuxième pris
à 155 cm est daté à 1 021,9 ans cal BP (A37030, âge 14C).
Le troisième échantillon a été prélevé à 106 cm et daté à
669,8 ans cal BP (A37031, âge 14C) tandis que le quatrième,
à 13 cm, a été daté à – 35,2 ans cal BP (A37029, âge 14C).
Les dates ont été calibrées à l’aide de la courbe de calibra-
tion de Stuiver, et le modèle d’âge a été établi à l’aide du
logiciel Bacon (figure 2).
Méthodologie
Géochimie organique (pyrolyse Rock-Eval)
La pyrolyse Rock-Eval est une méthode classiquement
utilisée pour déterminer la quantité, la qualité et la source
de la matière organique des roches et sédiments anciens
(Espitalié et al., 1985 ; Lafargue et al., 1998). De nos jours,
son utilisation est étendue à l’étude des sols et des marais
(Disnar et al., 2003 ; Zaccone et al., 2011 ; Carrie et al.,
2012). Elle consiste à chauffer un échantillon (100 mg) préa-
lablement séché et broyé à l’aide d’un pyrolyseur RE6 (turbo
model, Vinci Technologies®, France) : d’abord entre 200 et
650 °C dans du diazote (pyrolyse), puis entre 400 et 850 °C
en présence d’oxygène (oxydation) selon un même gradient
11°00’E11°30’E0°S
Mingoué
Lélédi
Ogooué
Offoué
0°30’S
1°00’S
020 km
N
Savane
Forêt à canopée fermée
Forêt à Marantacées
12° E
Sanaga
République
Centrafricaine
Cameroun
Yaoundé
Guinée
Équatoriale
Monts de Cristal
Libreville
Ogooue
Congo
Congo
R.D. Congo
Angola
Brazzaville
Massif du Chaillu
1
Savane
Forêt tropicale
1 Parc national de la Lopé
Océan
Atlantique
0500 km
N
0°
0
AB
Marais Lopé 2
Figure 1.
Localisation du Parc national de la Lopé au Gabon (A),
et localisation du marais Lopé 2 dans le parc (B).
de température (25 °C/min). Cette analyse a été effectuée
au Laboratoire de géochimie organique de l’Institut des
Sciences de la Terre d’Orléans (France).
Au cours du cycle d’analyse, plusieurs signaux sont
mesurés en continu : le signal S1 (hydrocarbures libérés au
début de l’analyse), le signal S2 (hydrocarbures issus du
craquage de la matière organique au cours de la phase de
pyrolyse), les signaux S3 et S’3 (CO2 et CO libérés au cours
de la phase de pyrolyse), les signaux S4 et S’4 (CO2 et CO
libérés au cours de l’oxydation). Les paramètres standards
de la pyrolyse sont calculés par intégration de ces courbes
(Lafargue et al., 1998 ; Behar et al., 2001) : le carbone orga-
nique total (COT, en % de poids sec) mesure la teneur en
carbone organique, la TpS2 (TpS2 = Tmax + 40, en °C) cor-
respond à la température réelle du four lorsque le maximum
d’hydrocarbure est libéré (pic S2). L’indice d’hydrogène (IH,
en mg HC/g Corg) correspond à la quantité d’hydrocarbures
libérée durant la pyrolyse, normalisée par le COT. L’indice
d’oxygène (IO, en mg O2/g Corg) quant à lui mesure la quan-
tité d’oxygène libérée par gramme de carbone organique.
Les échantillons présentant trop peu de carbone organique
(COT < 0,04 %) n’ont pas été pris en compte dans cette étude
(entre 346,5 et 310 cm).
En outre, une étude plus approfondie des courbes
S2 peut permettre d’estimer la contribution des différents
constituants organiques. Ce sont des courbes représentant
la quantité d’hydrocarbures dégagée en fonction de la tem-
pérature. Notre étude se réfère à la méthode développée par
Disnar et al. (2003) pour estimer la contribution des pools
de constituants organiques définis par leur température de
craquage spécifique. Ainsi, selon les travaux d’Albrecht et al.
(2015), les courbes S2 ont été décomposées en intervalles
de températures : 205-340 °C (A1, biopolymères labiles),
340-400 °C (A2, biopolymères résistants), 400-460 °C (A3,
géopolymères immatures), 460-550 °C (A4, géopolymères
résistants), 550-650 °C (A5, géopolymères matures ou
réfractaires). Ces cinq contributions relatives sont ensuite
utilisées pour calculer deux indices, I-index (Log [(A1 + A2)/
A3]) et R-index [(A3 + A4 + A5)/100], qui seront utilisés dans
le diagramme I-R (Sebag et al., 2007 ; Albrecht et al., 2015 ;
Sebag et al., 2016). I-index représente la contribution de la
matière organique immature, tandis que R-index représente
celle de la matière organique mature.
Sédimentologie
Les analyses sédimentologiques effectuées selon les
protocoles proposés par Makaya M’Voubou (2005), Giresse
et al. (2009), Kossoni et Giresse (2010) ont été effectuées
au laboratoire de l’Unité de recherche des Sciences de la
Terre et de l’Environnement (URESTE) de l’Université des
sciences et techniques de Masuku (USTM, Gabon). Le lavage
des échantillons bruts sous filet d’eau à travers un tamis de
50 µm a permis de calculer la teneur de la fraction supé-
rieure à 50 µm. L’observation à la loupe binoculaire de cette
fraction grossière a permis de mesurer l’indice de clasticité
de chaque échantillon (taille moyenne des quatre plus gros
grains de quartz) et de faire une estimation semi-quantita-
tive des constituants minéraux (micas) et organiques (débris
végétaux et charbons de bois) de ce dernier. L’indice de
clasticité et la teneur en fraction supérieure à 50 µm sont
des paramètres témoignant de l’intensité de l’érosion et
de l’énergie de dépôt. Les micas sont des minéraux consti-
tutifs de la roche mère, leur libération peut témoigner de
l’altération de cette roche. Les débris végétaux sont issus
principalement de la végétation qui se développe dans le
marais. Les charbons sont issus des feux des savanes envi-
ronnantes, qui pourraient être liés à des mises à feu anthro-
piques ou, plus rarement, à des incendies naturels (Oslisly
et Dechamps, 1994 ; Oslisly, 2001).
Figure 2.
Modèle d’âge de la carotte du marais Lopé 2.
BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2017, N° 333 (3) 71
ÉVOLUTION DES PAYSAGES HOLOCÈNES / LE POINT SUR…
72
BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2017, N° 333 (3)
FOCUS / EVOLUTION OF HOLOCENE LANDSCAPES
Résultats
Qualité de la matière organique sédimentaire
Les principaux résultats obtenus de l’analyse des
échantillons de la carotte du marais Lopé 2 sont indiqués
sur la figure 3.
Le diagramme IH en fonction de TpS2 nous permet de
distinguer (1) des échantillons présentant les IH les plus
faibles (entre 16 et 94 mg HC/g COT) et les TpS2 les plus
élevés (entre 419 et 480 °C), (2) des échantillons avec des
IH variables (entre 163 et 329 mg HC/g COT) accompagnés
de TpS2 élevés (entre 408 et 469 °C), (3) des échantillons
caractérisés par les IH les plus importants (entre 282 et
363 mg HC/g COT) et les TpS2 les plus faibles (entre 361
et 373 °C). Le premier groupe d’échantillons localisés entre
290 et 252,5 cm correspond lithologiquement au niveau
riche en quartz et pauvre en débris végétaux (unité 1). Le
deuxième groupe correspond aux échantillons de la vase
riche en débris végétaux prélevés entre 252,5 et 95 cm
(unité 2). Le troisième groupe correspond aux échantillons
de la vase riche en débris végétaux pris entre 95 cm et le
sommet de la carotte (unité 3).
Le diagramme COT en fonction de TpS2 permet également
de distinguer les trois unités décrites dans le diagramme IH
en fonction de TpS2. En effet, les échantillons de l’unité 1
présentent des COT très faibles (entre 0,06 et 0,34 %) pour
des TpS2 élevés. Les échantillons de l’unité 2 ont des COT
variables (entre 1,4 et 21,34 %) et des TpS2 élevés, tandis
que ceux de l’unité 3 se caractérisent par des COT élevés
(entre 18,78 et 33,41 %) et des TpS2 faibles.
Le diagramme IH en fonction d’IO permet de distinguer
des échantillons de l’unité 1 caractérisés par les IO les plus
importants (entre 148 et 298 mg O/g COT) et les IH les plus
faibles. Il permet également d’identifier un ensemble consti-
tué d’échantillons des unités 2 et 3 qui se caractérise par
des IO faibles (137 et 210 mg O/g COT) et des IH élevés (163
et 363 mg HC/g COT).
Stabilité thermique des constituants organiques
Les mesures de la décomposition du signal S2 nous
permettent d’obtenir la contribution de différentes classes
de constituants organiques définis par leur stabilité ther-
mique (figure 4).
Index d’hydrogène (mg HC/g COT)
200
300
400
500
600 Type I
Type II
c
350
300
250
200
150
100
Indice d’hydrogène (mg HC/g COT)
50
0
250 300 350400 450
TpS2 (°C)
a
300350 400 450
0
10
20
30
40
Carbone organique total (%)
TpS2 (°C)
b
Index d’oxygène (mg O/g COT)
100 200 300 400 500 600
0
100
Type III
500
Unité 1Unité 2Unité 3
Figure 3.
Caractérisation de la matière organique sédimentaire du marais Lopé 2 à partir des paramètres standards de
la pyrolyse Rock-Eval en utilisant les diagrammes : a, IH vs TpS2 ; b, COT vs TpS2 ; c, IH vs IO.
Les contributions en biopolymères labiles (A1) aug-
mentent de la base vers le sommet de la carotte, et sont les
plus faibles (entre 10,33 et 22,44 %) dans l’ensemble formé
par les unités 1 et 2 (entre 290 et 95 cm). Dans l’unité 3 (de
95 cm au sommet), les biopolymères labiles sont plus abon-
dants (de 23,8 à 31,4 %).
Les contributions en biopolymères résistants (A2)
augmentent de la base vers le sommet de la carotte et
évoluent globalement de la même manière que celles des
biopolymères labiles. Ainsi, dans l’ensemble formé par les
unités 1 et 2, les contributions en biopolymères résistants
sont plus faibles (entre 20,3 et 28,3 %) que dans l’unité 3 où
elles sont comprises entre 29,3 et 31,8 %.
Les contributions des géopolymères immatures (A3)
diminuent de la base vers le sommet de la carotte. Dans
l’ensemble formé par les unités 1 et 2, les teneurs sont net-
tement plus élevées (entre 25,8 et 32,5 %) que dans l’unité
3 (entre 23,2 et 26,2 %).
Les contributions en géopolymères matures (A4 et
A5) diminuent globalement de la base vers le sommet de
la carotte. On note des contributions plus élevées dans
l’ensemble formé par les unités 1 et 2 avec des maxima de
34,23 % pour A4 et 3,94 % pour A5. Cependant dans l’unité
3, on enregistre les contributions les plus faibles, comprises
entre 13,1 et 17,5 % pour A4 et entre 1,9 et 2,6 % pour A5.
Le diagramme I index en fonction de R-index (figure 5)
permet de distinguer un ensemble formé d’échantillons des
unités 1 et 2 (entre 290 et 95 cm). Cet ensemble est caracté-
risé par les valeurs les plus faibles en I-index (entre 0,016 et
0,202) et les valeurs les plus élevées en R-index (comprises
entre 0,52 et 0,68). Ce diagramme permet également de dis-
tinguer des échantillons de l’unité 3 (entre 95 cm de profon-
deur et le sommet de la carotte) qui se caractérisent par les
valeurs les plus élevées en I-index (entre 0,31 et 0,42) et les
valeurs les plus faibles en R-index (entre 0,38 et 0,45).
Composition texturale des dépôts
et marqueurs sédimentaires
La figure 6 illustre la distribution verticale des princi-
paux composants et marqueurs de la sédimentation dans le
site du marais Lopé 2.
Les valeurs de la fraction supérieure à 50 µm sont com-
prises entre 2,8 et 75,9 %. L’unité 1 (de 350 à 252,5 cm) pré-
sente des valeurs plutôt basses de 350 à 280 cm (entre 2,8
et 15,5 %) qui augmentent brutalement de 270 à 252,5 cm
(entre 51,2 et 75,9 %). L’unité 2 (entre 252,5 et 95 cm) montre
de fortes variations des valeurs de la fraction > 50 µm avec un
maximum de 72,5 % et un minimum de 4,13 %. L’unité 3 (entre
95 cm et le sommet de la carotte) présente des valeurs élevées
entre 95 et 55 cm (entre 42,3 et 70,9 %) qui diminuent entre
45 cm et le sommet de la carotte (entre 5,6 et 38,02 %).
I-index = Log[(A1+A2)/A3]
R-index = (A3+A4+A5)/100
0,35 0,40,45 0,50,550,60,650,7
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
Unité 1Unité 2Unité 3
Ac
tuel
Profondeur (cm)
Chronologie
C(ans cal BP)
14
Lithologie
Vase de couleur
variable
riche en dé bris
végétaux
Niveau riche en
quartz oxydé
à la base
100
150
200
250
300
350
0
50
A1 (%)
5152535
A2 (%)
15 20 25 30 35
A3 (%)
20 25 30 35 10 20 30
A4 (%)
1234
A5 (%)
1021,9
2073
Unité
3U
nité 1Unité 2
585,8
2320
669,8
-35,2
Figure 5.
Caractérisation de la matière organique sédimentaire du
marais Lopé 2 en utilisant le diagramme I-index vs R-index.
Figure 4.
(A1) biopolymères labiles ; (A2) biopolymères résistants ; (A3) géopolymères immatures ; (A4 et A5) géopolymères matures.
BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2017, N° 333 (3) 73
ÉVOLUTION DES PAYSAGES HOLOCÈNES / LE POINT SUR…
Les valeurs de l’indice de clasticité sont comprises
entre 0,68 et 16,2 mm. Dans l’unité 1 elles sont faibles de
350 à 280 cm (maximum de 9 mm) et augmentent bruta-
lement entre 270 et 252,5 cm (maximum à 16 mm). Dans
l’unité 2, les valeurs diminuent progressivement jusqu’à
se stabiliser dans les faibles intensités (entre 0,75 mm et
2,75 mm). L’unité 3 montre des valeurs de l’indice de clasti-
cité faibles qui varient peu (0,68 et 1,75 mm).
Cette fraction supérieure à 50 µm renferme des consti-
tuants organiques (débris végétaux et charbons de bois)
et des composants minéraux (quartz et micas). Les débris
végétaux constitués essentiellement de restes de racines,
de tiges, de feuilles sont plus abondants dans les unités 2 et
3 que dans l’unité 1. Les charbons de bois ont été observés
uniquement dans les unités 2 et 3. Les micas blancs sont
présents dans l’unité 1 alors qu’ils restent rares dans les
unités 2 et 3.
Discussion
Évolution holocène du marais Lopé 2
L’analyse couplée des résultats sédimentologiques et
géochimiques nous amène à subdiviser la carotte en trois
unités. Ces unités sont caractéristiques de l’évolution du
marais Lopé 2 en fonction des conditions environnemen-
tales qui ont prévalu au cours du temps.
L’unité 1 basale (de la base de la carotte à 2 320 ans
cal BP) est riche en quartz, pauvre en débris végétaux, et très
quartzeuse en son sommet (de 270 à 252,5 cm). La fraction
organique peu abondante est riche en constituants réfrac-
taires (R > 0,6) et sa signature Rock-Eval comparable à celle
des horizons organo-minéraux des sols. La présence de
micas indique une contribution de la roche-mère. Ces résul-
tats suggèrent que cette unité correspond à une formation
de type pédologique, qui n’implique pas de sédimentation
active dans la dépression avant 2 320 ans cal BP. La passée
sableuse au sommet de l’unité 1 pourrait ainsi être rappro-
chée d’une phase climatique relativement sèche caracté-
risée par une forte saisonnalité (pluies rares et intenses),
aussi observée dans le lac Nguène entre 2 800 et 1 800 ans
cal BP (Makaya M’Voubou, 2005 ; Giresse et al., 2009 ;
Sebag et al., 2013). Cette phase pourrait correspondre à la
fin de la péjoration climatique documentée dans la région
d’Afrique centrale Ouest entre 2 500 et 2 000 ans BP (Maley,
1992 ; Vincens et al., 2010 ; Neumann et al., 2012).
L’unité 2 médiane (entre 2 320 et 585 ans cal BP) est
une vase riche en débris végétaux et quartzeuse à la base.
La fraction organique, plus abondante vers le sommet, est
riche en constituants réfractaires (R > 0,5), mais sa signa-
ture Rock-Eval indique une contribution autochtone palustre
(matière organique aquatique et/ou débris végétaux faible-
ment dégradés). Cette évolution par rapport à l’unité 1 peut
s’expliquer par une densification progressive de la végéta-
tion du marais. La colonisation des berges provoque d’abord
le piégeage d’une partie de la fraction grossière (passage des
sables aux vases), puis la diminution des apports détritiques
terrigènes attestée par la disparition des quartz et l’augmen-
tation relative de la fraction organique. Là encore, une situa-
tion comparable est enregistrée dans le lac Nguène à partir
de 1 800 ans cal BP (Makaya M’Voubou, 2005 ; Giresse et al.,
2009 ; Sebag et al., 2013). Le climat humide se manifeste
par des précipitations relativement abondantes et régulières.
Cela correspondrait au début de la phase humide enregistrée
dans plusieurs sites de l’Afrique centrale Ouest (Bertaux et
al., 2000 ; Giresse et al., 2009 ; Nguetsop et al., 2011).
1021,9
2073
Fraction > 50 µm (%)Débris végétauxIndice de clasticité (mm)
Très abondant
Abondant
Présent
Rare
c)
CharbonMi cas
e)
Actuel
Profondeur (cm)
a) b)
Chronologie
C(ans cal BP)
14
Lithologie
Vase de couleur
variable
riche en débris
végétaux
Niveau riche en
quartz oxydé
à la base
100
150
200
250
300
350
0
50
1007550
25
0
d)
15105
0
Unité 3 Unité 2Unité 1
669,8
585,8
2320
35,2
Figure 6.
Résultats de l’analyse sédimentologique. a) datation 14C ; b) lithologie ; c) fraction > 50 µm ; d) indice de clasticité ;
e) analyse semi-quantitative.
74
BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2017, N° 333 (3)
FOCUS / EVOLUTION OF HOLOCENE LANDSCAPES
BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2017, N° 333 (3) 75
ÉVOLUTION DES PAYSAGES HOLOCÈNES / LE POINT SUR…
L’unité 3 sommitale (à partir de 585 ans cal BP) est riche
en débris végétaux et très pauvre en grains de quartz. La
fraction organique est très abondante, riche en constituants
labiles (R < 0,5) et sa signature Rock-Eval est très proche de
celle des apports biologiques non dégradés (algues, plantes
et litière). Ces résultats reflètent l’augmentation de la contri-
bution autochtone et la quasi-disparition des sédiments
grossiers provenant de l’érosion des versants. Ils suggèrent
une colonisation de la dépression par une végétation dense
assez semblable à ce que l’on observe aujourd’hui et consé-
cutive au maintien de conditions humides. La phase humide
enregistrée dans l’unité 3 entre 585 ans cal BP et l’actuel
serait la même que celle observée au lac Kamalété (dis-
tant de seulement quelques dizaines de kilomètres) entre
500 ans cal BP et l’actuel (Ngomanda et al., 2005 ; Giresse
et al., 2009).
Proposition de fonctionnement du marais Lopé 2
au cours du temps
La première unité caractérise une formation de type
pédologique, plutôt qu’un dépôt sédimentaire stricto sensu.
La dépression topographique pourrait être inondée occa-
sionnellement en saison des pluies, mais elle demeure
essentiellement exondée le reste de l’année. Cela se traduit
par un complexe pédologique renfermant de l’argile, du
sable et très peu de matière organique. Cela explique éga-
lement le caractère très dégradé de la matière organique (IO
élevés) et les traces d’oxydation du fer responsables de la
couleur orangée observée à la base de la carotte. La nature
pédologique de cette unité implique qu’elle correspond
à une période de temps relativement longue au cours de
laquelle la sédimentation était moins active.
La deuxième unité correspond à des dépôts sédimen-
taires associés à une mise en place pérenne des eaux dans la
dépression topographique. Sa base est caractérisée par une
passée quartzeuse qui marque une période érosive intense
sur les versants et témoigne d’un milieu relativement ouvert
sur les versants et sur les berges du marais. Au-dessus, les
dépôts plus organiques attestent une humidité du milieu
favorisant le développement d’espèces hygrophiles à l’inté-
rieur et sur les berges du marais. Cette végétation aquatique
constitue une barrière physique qui empêche les sédiments
grossiers de se déposer dans le marais. Par conséquent,
les sédiments fins provenant des versants et les résidus de
plantes hygrophiles du marais vont constituer l’essentiel du
dépôt.
Dans l’unité 3, la persistance des conditions humides
est à l’origine de la densification de la végétation à l’intérieur
du marais. L’unité 3 correspond à la situation actuelle du
marais associée à un colmatage du marais plus accentué
que dans l’unité 2.
Conclusion
La présente étude visant à déterminer, à partir d’un
enregistrement sédimentaire du marais Lopé 2, la succes-
sion des paysages holocènes et leurs rôles dans le comble-
ment des bas-fonds, est l’une des rares existantes dans le
Parc national de la Lopé. En effet, les paléoenvironnements
de ce parc sont très peu étudiés alors que l’archéologie est
très largement documentée. Les variations paléoenvironne-
mentales obtenues au cours de cette étude sont déduites
essentiellement de la variation des constituants organiques
et minéraux de l’enregistrement sédimentaire. La phase cli-
matique sèche, qui correspondrait à un paysage ouvert, se
caractérise par une sédimentation peu marquée et des sédi-
ments pauvres en matière organique, tandis que la phase
humide, correspondrait à un paysage fermé, se distingue
par un remplissage progressif du marais par des sédiments
de plus en plus organiques.
Les conclusions de ce travail sont plus ou moins ponc-
tuelles et ne peuvent pas être automatiquement générali-
sées à la dimension du parc. Des études polliniques peuvent
permettre d’obtenir des résultats plus précis que l’on pour-
rait étendre à une plus grande échelle. De plus, des études
similaires en cours, étendues à plusieurs autres marais du
parc, devraient nous permettre d’obtenir les successions
paléoenvironnementales à l’échelle régionale. Cependant,
la fin de la péjoration climatique et le début des condi-
tions humides enregistrés au marais Lopé 2 à 2 320 ans
cal BP pourraient s’inscrire dans une tendance commune
aux autres marais du parc, mais aussi à toute l’Afrique cen-
trale atlantique (changements hydro-sédimentaires vers
2 500-2 000 ans BP).
Remerciements
Nos remerciements s’adressent particulièrement aux cher-
cheurs et étudiants de l’atelier Paléoenvironnement-Paléoé-
cologie de l’édition 2011 de l’École de terrain en écologie
tropicale Ecotrop (www.ecotrop.com) qui ont participé
au prélèvement de la séquence sédimentaire étudiée.
Ils s’adressent également à M. Mabicka Obame Rolf qui a
rendu possibles les analyses de pyrolyse Rock-Eval réali-
sées au Laboratoire de géochimie organique de l’Institut des
Sciences de la Terre d’Orléans (France). Nos remerciements
vont de même à l’Unité de recherche des Sciences de la Terre
et de l’Environnement (URESTE) de l’Université des sciences
et techniques de Masuku (USTM, Gabon), qui nous a permis
de réaliser les études sédimentologiques.
76
BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2017, N° 333 (3)
FOCUS / EVOLUTION OF HOLOCENE LANDSCAPES
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