Erosion et isostasie

EROSION ET ISOSTASIE

A l'échelle continentale, l'érosion par les eaux de ruissellement, la glace et le vent tend à aplanir les reliefs vers un profil de base qui est le niveau des mers.



Selon le principe d'isostasie (rappelons que la lithosphère "flotte" sur l'asthénosphère), l'ablation d'une tranche de matériaux à la surface d'un continent entraîne un rééquilibrage des masses; il y a remontée de l'ensemble de la lithosphère continentale.



De cette manière, la croûte continentale s'amincit progressivement; on tend vers la pénéplaine et vers une épaisseur de croûte continentale qui soit compatible avec l'épaisseur de la croûte océanique, en conformité avec les densités respectives des deux croûtes.



En contrepartie, la surcharge due à l'addition de sédiments sur la lithosphère océanique crée un enfoncement qu'on appelle de la subsidence.

"How many years can a mountain exist
Before it's washed to the sea?" (Bob Dylan).

Poser cette question, c'est s'interroger sur la perrenité de choses qui semblent faites pour durer toujours. Mais, on le sait, les montagnes s'érodent. Combien faut-il de temps (géologique) pour effacer un relief montagneux?

L'étude comparative des volumes de sédiments dans les bassins océaniques issus de l'érosion de diverses chaînes de montagnes anciennes et des volumes restants des chaînes a permis d'en arriver à une certaine approximation exprimée par cette courbe.



Il y a deux paramètres antagonistes à considérer: l'érosion qui abaisse la chaîne et le rééquilibrage isostatique qui la soulève. On considère que l'érection de la chaîne ne dure que quelques millions d'années à peine, soit de 2 à 5 Ma. Dans la dernière phase de l'érection de la chaîne, on peut dire que le taux d'érosion est égal au taux de soulèvement. On estime qu'à la fin de cette phase, pour une surrection absolue de 6000 m, il y a eu l'équivalent de 1000 m d'érosion; la surface de la chaîne se trouve donc à 5000 m d'altitude. L'érosion sera plus efficace sur des reliefs jeunes et accentués que sur des reliefs plus vieux aplanis. Il s'ensuit que le taux d'abaissement sera plus élevé au départ et qu'il décroîtra progresssivement avec le temps. Le rééquilibrage isostatique par rapport à l'érosion se fait dans une proportion de 4:5 (c'est-à-dire que pour 5 m d'érosion, il y a une remontée de 4 m). Le taux initial d'érosion de la chaîne est évalué à 1 mètre par 1000 ans (= 1000 m/Ma), ce qui donne un taux net d'abaissement de la chaîne de 200 m/Ma (soit une érosion de 1000 m et une remontée de 800 m pour respecter le rapport de 4:5). Mais le rythme de l'érosion diminue avec l'aplanissement progressif des reliefs. La courbe montre qu'après 15 Ma, la surface est abaissée à la moitié de sa hauteur initiale et que le taux net d'abaissement de la surface y est de 100 m/Ma. Après 30 Ma, la surface est abaissée au quart de sa hauteur initiale, avec un taux d'abaissement net de 50 m/Ma. En 60 Ma, la chaîne de montagnes est réduite à un nouveau segment de bouclier qui progressivement tend vers le profil de base (niveau zéro) qui serait atteint théoriquement après 90 Ma.

Dans la nature, il n'est pas évident que la chaîne va se rendre à son stade de pénéplaine. Les reliefs peuvent être rajeunis, par exemple à la faveur de soulèvements reliés à la dynamique de la tectonique des plaques, ou être inhibés et même recouverts de sédiments par un enfoncement (subsidence) sous le niveau de base, par exemple, sous le poids des glaces. Même s'il s'agit ici d'une généralisation, il n'en demeure pas moins que ce genre d'études offre des ordres de grandeur.

(Les renseignements ci-dessus viennent du site http://www.ggl.ulaval.ca/)

-Mouvements verticaux (isostatie):
Idée apparue au XIXème siècle. On considère que la croute terrestre serait comme un bâteau sur l'eau (ça s'enfonce à un endroit, ça ressort à un autre,...). Diverses raisons: érosion, fonte des glaciers, ...