Tectonique – érosion à l’échelle orogénique

Carte topographique de la zone de collision entre l’Inde et l’Asie

 

  • Quel a été l’influence du climat et de son évolution sur la formation du plateau du Tibet et de la chaine de montagnes de l’Himalaya ?
  • Existe-t-il un lien causatif entre les variations climatiques observées aujourd’hui le long de la Cordillère des Andes et les variations tectoniques qui semblent y être associées ?
  • Une chaîne de montagne reste-t-elle plus étroite lorsque la collision continentale dont elle est le produit se déroule sous un climat humide ?
  • La propagation du front de déformation le long d’une zone de compression tectonique est-elle plus rapide sous un climat sec ?
  • Quelle est l’importance de la déformation tectonique sur la géométrie des réseaux de drainage fluviatile dans les chaines de montagnes actives ?

 

Topographie haute et plate à 4000m d’altitude : Plateau du Tibet. Fond de vallée plat et relief arrondi sur le plateau du Tibet

Toutes ces questions ont un sens si l’on considère que le transport de masse à la surface de la Terre par des processus érosifs, dépendants principalement des précipitations et du climat local, affecte de façon significative l’équilibre des forces dans la croûte, ainsi que son état thermique. Nous savons également que la présence de reliefs importants perturbe la circulation atmosphérique et la distribution des précipitations à la surface de la Terre. On en conclut donc qu’il doit exister des couplages voire des rétro-actions importants entre la tectonique et le climat.

 

 

Pour répondre à ces questions, nous utilisons différentes approches et méthodologies, basées sur :

Subduction continentale du Pamir : coupe tomographique de la syntaxe Nord-Ouest Himalayenne montrant la subduction continentale indienne sous le Pamir (Negredo-Replumaz et al, EPSL, 2007)
  • l’observation de terrain, axée principalement sur l’étude des reliefs (forme et évolution des paysages) et de déformation de la croûte (formation de failles, de zones de déformation ductile, etc.),
  • la datation et principalement la datation basse-température des roches pour déterminer l’âge auquel une roche a refroidi en deçà d’une température donnée.
  • Le traçage des sources des sédiments via la géochimie et/ou la pétrologie des minéraux
  • l’étude des propriétés physiques et chimiques des roches, pour en déduire le chemin qu’elles ont suivi et la déformation qu’elles ont subie durant un épisode tectonique
  • mais aussi l’expérimentation et la modélisation (simulation) numérique permettant d’intégrer des observations nombreuses et variées et de tester des hypothèses.

 

Quelques questions

Cordillère des Andes

En Himalaya, le couplage tectonique – érosion est peut-être moins fort qu’initialement prévu ; il semble que les taux d’exhumation et le relief soient contrôlés au premier degré par la géométrie des accidents tectoniques majeurs (par exemple le détachement crustal).
Dans le nord-ouest de l’Himalaya, l’existence proposée de surfaces très anciennes pose le problème du maintient d’une topographie haute et plate à des très longues périodes de temps (dizaines de Ma) : pourquoi ces reliefs assimilables au Plateau Tibétain ne sont-ils toujours pas érodés par incision régressive ?

Quel est le moteur, erosif ou tectonique, des « pop-ups » du Nanga Parbat ou du Namche Barwa) ? Est-ce que ces « pop-ups » sont des structures uniques au syntaxes, ou est-ce que les dômes décrits récemment à divers endroits le long de l’Himalaya sont des structures comparables ?

Par ailleurs, nos données de thermochronologie détritique, tout comme l’analyse de la migration des corps sédimentaires du bassin d’avant-pays Siwaliks, montrent un évènement d’exhumation majeur à 15-20 Ma ; quelle est son signification (climatique ou géodynamique : slab breakoff) ?