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Géologie du plateau tibétain

Géologie du plateau tibétain

Le plateau tibétain est une immense terre d'environ 3 500 km sur 1 500 km d'altitude, d'une moyenne de plus de 5 000 mètres d'altitude. Son bord sud, le complexe Himalaya-Karakoram, contient non seulement le mont Everest et les 13 autres sommets de plus de 8 000 mètres, mais des centaines de sommets de 7 000 mètres, tous plus élevés que nulle part ailleurs sur Terre.

Le plateau tibétain n'est pas seulement la plus grande et la plus haute région du monde aujourd'hui; c'est peut-être le plus grand et le plus élevé de toute l'histoire géologique. C'est parce que l'ensemble des événements qui l'ont formé semble être unique: une collision à grande vitesse de deux plaques continentales.

Surélever le plateau tibétain

Il y a près de 100 millions d'années, l'Inde se séparait de l'Afrique lorsque le supercontinent Gondwanaland se séparait. À partir de là, la plaque indienne s'est déplacée vers le nord à une vitesse d'environ 150 millimètres par an, beaucoup plus rapidement que toute plaque se déplace aujourd'hui.

La plaque indienne s'est déplacée si rapidement parce qu'elle a été retirée du nord alors que la croûte océanique dense et froide constituant cette partie était sous-détruite sous la plaque asiatique. Une fois que vous commencez à subduire ce type de croûte, il veut couler rapidement (voir son mouvement actuel sur cette carte). Dans le cas de l'Inde, cette "traction de dalle" était extra forte.

Une autre raison est peut-être une "poussée de crête" de l'autre bord de la plaque, où la nouvelle croûte chaude est créée. La nouvelle croûte est plus haute que la vieille croûte océanique et la différence d'altitude donne un gradient descendant. Dans le cas de l’Inde, le manteau sous le Gondwana aurait pu être particulièrement chaud et la crête plus forte que d’habitude.

Il y a environ 55 millions d'années, l'Inde a commencé à labourer directement sur le continent asiatique. Maintenant, lorsque deux continents se rencontrent, aucun ne peut être subducté sous l’autre. Les roches continentales sont trop claires. Au lieu de cela, ils s'entassent. La croûte continentale sous le plateau tibétain est la plus épaisse de la planète: environ 70 kilomètres en moyenne et 100 kilomètres par endroits.

Le plateau tibétain est un laboratoire naturel pour étudier le comportement de la croûte pendant les extrêmes de la tectonique des plaques. Par exemple, la plaque indienne a franchi plus de 2 000 kilomètres en Asie et continue de se déplacer vers le nord à un rythme satisfaisant. Que se passe-t-il dans cette zone de collision?

Conséquences d'une croûte super-épaisse

Du fait que la croûte du plateau tibétain a deux fois son épaisseur normale, cette masse de roches légères dépasse de plusieurs kilomètres la moyenne grâce à une simple flottabilité et à d'autres mécanismes.

Rappelez-vous que les roches granitiques des continents retiennent l'uranium et le potassium, éléments radioactifs «incompatibles» qui produisent de la chaleur et ne se mélangent pas dans le manteau. Ainsi, l'épaisse croûte du plateau tibétain est exceptionnellement chaude. Cette chaleur dilate les roches et aide le plateau à flotter encore plus haut.

Un autre résultat est que le plateau est plutôt plat. La croûte plus profonde semble être si chaude et douce qu'elle coule facilement, laissant la surface au-dessus de son niveau. Il y a des signes de fusion totale dans la croûte, ce qui est inhabituel car une pression élevée a tendance à empêcher la fonte des roches.

Action aux bords, éducation au milieu

Sur le côté nord du plateau tibétain, où la collision continentale est la plus extrême, la croûte est écartée à l'est. C'est la raison pour laquelle les grands tremblements de terre ont provoqué des collisions, comme celles de la faille de San Andreas en Californie, et non des secousses comme celles du côté sud du plateau. Ce type de déformation se produit ici à une échelle particulièrement grande.

La limite sud est une zone dramatique de soulèvements où un coin de roche continentale est enfoncé à plus de 200 kilomètres de profondeur sous l’Himalaya. Alors que la plaque indienne se plie, la partie asiatique s’enfonce dans les plus hautes montagnes de la Terre. Ils continuent d'augmenter d'environ 3 millimètres par an.

La gravité pousse les montagnes vers le bas lorsque les roches profondément subductées se soulèvent, et la croûte réagit de différentes manières. En bas dans les couches moyennes, la croûte s'étend latéralement le long de grandes failles, comme des poissons mouillés en tas, exposant des roches profondes. Au sommet, là où les roches sont solides et cassantes, les glissements de terrain et l’érosion s’attaquent aux hauteurs.

L’Himalaya est si haut et les pluies de mousson sont si importantes que l’érosion est une force féroce. Certaines des plus grandes rivières du monde transportent des sédiments de l'Himalaya dans les mers qui bordent l'Inde, construisant les plus grosses piles de terre au monde pour les fans de sous-marins.

Les soulèvements des profondeurs

Toute cette activité apporte des roches profondes à la surface inhabituellement rapides. Certains ont été enterrés à plus de 100 kilomètres, mais leur surface a été suffisamment rapide pour préserver des minéraux métastables rares comme les diamants et la coésite (quartz à haute pression). Des corps de granit formés à des dizaines de kilomètres de profondeur dans la croûte ont été exposés au bout de deux millions d'années seulement.

Les endroits les plus extrêmes du plateau tibétain sont ses extrémités est et ouest, ou syntaxes, où les montagnes sont courbées presque au double. La géométrie de la collision concentre là-bas l'érosion, sous la forme de l'Indus dans la syntaxe occidentale et de Yarlung Zangbo dans la syntaxe orientale. Ces deux puissants fleuves ont enlevé près de 20 kilomètres de croûte au cours des trois derniers millions d'années.

La croûte en dessous répond à cette décollement en coulant et en fondant. Ainsi, les grands complexes montagneux s’éveillent dans les syntaxes de l’Himalaya: Nanga Parbat à l’ouest et Namche Barwa à l’est, qui monte de 30 millimètres par an. Un article récent a comparé ces deux upwellings syntaxiaux à des renflements dans les vaisseaux sanguins humains - «anévrismes tectoniques». Ces exemples de rétroaction entre érosion, soulèvement et collision continentale sont peut-être la merveille la plus merveilleuse du plateau tibétain.