2.3.1. Le profil sédimentaire de la plaine

D’après la coupe stratigraphiques régionale (Pl. 4), le remplissage sédimentaire quaternaire du bassin peut se développer sur plus de 500 m. Des carottages profonds ont été effectués dans les dépôts alluviaux de la vallée dans le cadre des études géologiques menées lors de la construction du barrage de Dorudzan¹⁹³. Les résultats de ces sondages ne sont pas exposés dans le détail dans le rapport d’étude, ils permettent cependant d’obtenir une idée des grands ensembles stratigraphiques constituant le remplissage sédimentaire du bassin. Sur une épaisseur moyenne estimée à 26m, se développe une succession de couches perméables composées de sédiments silto-sableux comportant une fraction variable de graviers plus grossiers. Il est possible d’y rencontrer des niveaux plus caillouteux pouvant comporter des blocs de pierre. A cette couche sommitale succèdent des dépôts plus imperméables et plus homogènes composés d’argile fluviale dans lesquels peuvent se rencontrer des dépôts lenticulaires plus sableux.

Des études sédimentologiques récentes¹⁹⁴, menées par une équipe de géologues allemands, ont permis d’établir un profil plus détaillé de la stratigraphie des niveaux supérieurs de la séquence sédimentaire du remplissage de la vallée du Kur. Cette recherche a concerné la première dizaine de mètres de sol, se fixant comme objectif la mise en place d’une chronologie et d’une caractérisation des dépôts quaternaires depuis le dernier maximum glaciaire. Des coupes stratigraphiques de plusieurs mètres de hauteur dans les dépôts de la plaine, liées à la présence de carrières modernes ou créées par des incisions de la rivière, ont permis d’obtenir des informations sur les différentes phases de dépôts remontant au maximum à 30000 BP. Cette période correspond à la fin du Pléistocène supérieur, c’est à dire la phase terminale du dernier maximum glaciaire. Ces études stratigraphiques permettent de retracer une histoire géologique récente de la plaine de Persépolis et offrent des informations sur les différents environnements et les dynamiques de dépôts des couches sédimentaires.

Les différentes coupes, se développant sur plus de 12 m pour certaines, sont formées d’une succession de paléosols témoignant d’un enchaînement de périodes de faible déposition et de périodes de plus forte accumulation. Ces ensembles stratigraphiques témoignent des conditions climatiques au moment de leur formation. Ainsi, lors de périodes climatiques favorables, les dépôts auront tendance à devenir plus argileux, attestant d’un milieu plus humide avec une pédogenèse importante, les couches de dépôts éoliens indiquant des périodes plutôt plus sèches. Une fois les grandes étapes de déposition définies, des variations peuvent également être observées d’une coupe à l’autre et témoigner de l’existence de milieux de dépôts différents pour une même période. L’étude et la datation des dépôts permettent ainsi de retracer trois grandes périodes de formation des sédimentaires de la plaine de Persépolis :

• Une première période, située probablement entre 27000 et 22000 BP, correspond à un paléosol de couleur brune qui suggère l’existence de conditions climatiques semi-arides comparables à l’actuel. Cet horizon est présent sur l’ensemble de la plaine, excepté au nord du massif du Kuh-e Hussein, où les dépôts contemporains témoignent d’un environnement marécageux.
• Au-dessus, les sédiments semblent s’être accumulés dans des conditions climatiques plus froides et plus sèches. Cette seconde période se développe entre 21000 et 7000 BP. Ces niveaux s’apparentent à des lœss, donc des dépôts d’origine éolienne. Durant cette même période, les profils sédimentaires étudiés à l’ouest du Kuh-e Istakhr attestent, par l’accumulation de sédiments très argileux, de l’existence d’un environnement humide, lac ou marécage.
• Enfin aux alentours de 8000-7000 BP, sous l’effet de l’optimum climatique holocène¹⁹⁵ les précipitations augmentent et l’environnement devient plus humide. La conséquence en est une forte pédogenèse au-dessus des niveaux d’inondations et sur les bords des rivières d’importants dépôts de lœss remaniés¹⁹⁶ venant des versants et la mise en place de nappes alluviales¹⁹⁷.