Géologie du plateau tibétain

Le plateau tibétain est une terre immense, d’environ 3 500 sur 1 500 kilomètres, avec une altitude moyenne de plus de 5 000 mètres. Sa bordure sud, le complexe Himalaya-Karakoram, contient non seulement le mont Everest et les 13 autres sommets de plus de 8 000 mètres, mais aussi des centaines de pics de 7 000 mètres qui sont chacun plus élevés que n’importe où 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 la plus grande et la plus haute de toute l’histoire géologique. C’est parce que l’ensemble des événements qui l’ont formé semble être unique : une collision à pleine vitesse de deux plaques continentales.

L’élévation du plateau tibétain

Il y a près de 100 millions d’années, l’Inde s’est séparée de l’Afrique lors de l’éclatement du supercontinent Gondwana. De là, la plaque indienne s’est déplacée vers le nord à une vitesse d’environ 150 millimètres par an – bien plus vite que n’importe quelle plaque se déplace aujourd’hui.

La plaque indienne s’est déplacée si rapidement parce qu’elle était tirée depuis le nord, la croûte océanique froide et dense qui en constitue une partie étant subduite sous la plaque asiatique. Une fois que vous commencez à submerger ce type de croûte, elle veut couler rapidement (voir son mouvement actuel sur cette carte). Dans le cas de l’Inde, cette « traction de la plaque » était très forte.

Une autre raison peut être la « poussée de la crête » de l’autre bord de la plaque, où la nouvelle croûte chaude est créée. La nouvelle croûte est plus haute que l’ancienne croûte océanique, et la différence d’élévation entraîne un gradient descendant. Dans le cas de l’Inde, le manteau sous le Gondwana peut avoir été particulièrement chaud et la crête a également été poussée plus fortement que d’habitude.

Il y a environ 55 millions d’années, l’Inde a commencé à labourer directement sur le continent asiatique. Aujourd’hui, lorsque deux continents se rencontrent, aucun ne peut être subduit sous l’autre. Les roches continentales sont trop légères. Au lieu de cela, elles s’empilent. La croûte continentale sous le plateau tibétain est la plus épaisse sur Terre, environ 70 kilomètres en moyenne et 100 kilomètres par endroits.

Le plateau tibétain est un laboratoire naturel pour l’étude du comportement de la croûte terrestre dans les conditions extrêmes de la tectonique des plaques. Par exemple, la plaque indienne s’est enfoncée de plus de 2000 kilomètres en Asie, et elle continue à se déplacer vers le nord à un bon rythme. Que se passe-t-il dans cette zone de collision ?

Conséquences d’une croûte super épaisse

Comme la croûte terrestre du plateau tibétain est deux fois plus épaisse que la normale, cette masse de roche légère se trouve à plusieurs kilomètres au-dessus de la moyenne par simple flottabilité et autres mécanismes.

Rappelons que les roches granitiques des continents retiennent l’uranium et le potassium, qui sont des éléments radioactifs « incompatibles » produisant de la chaleur et qui ne se mélangent pas dans le manteau sous-jacent. 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 molle qu’elle s’écoule facilement, laissant la surface au-dessus de son niveau. Il y a des signes de fonte pure et simple à l’intérieur de la croûte, ce qui est inhabituel car la haute pression a tendance à empêcher les roches de fondre.

L’action aux frontières, l’éducation au milieu

Sur le côté nord du plateau tibétain, là où la collision continentale est la plus importante, la croûte est repoussée vers l’est. C’est pourquoi les grands séismes qui s’y produisent sont des glissements de terrain, comme ceux de la faille de San Andreas en Californie, et non des tremblements de terre de poussée comme ceux du côté sud du plateau. Ce genre de déformation se produit ici à une échelle unique.

La bordure sud est une zone de chevauchement spectaculaire où un coin de roche continentale est enfoncé à plus de 200 kilomètres de profondeur sous l’Himalaya. Lorsque la plaque indienne est repliée, le côté asiatique est poussé vers le haut dans les plus hautes montagnes de la Terre. Elles continuent de s’élever à environ 3 millimètres par an.

La gravité pousse les montagnes vers le bas tandis que les roches profondément subductibles remontent, et la croûte réagit de différentes manières. Dans les couches intermédiaires, la croûte se répand latéralement le long de grandes failles, comme un poisson mouillé dans un tas, exposant les roches profondes. Au sommet, là où les roches sont solides et cassantes, les glissements de terrain et l’érosion attaquent les hauteurs.

L’Himalaya est si haut et les pluies de la mousson y sont si fortes que l’érosion y est une force féroce. Certains des plus grands fleuves du monde transportent les sédiments de l’Himalaya dans les mers qui bordent l’Inde, formant les plus grands amas de terre du monde en éventail sous-marin.

Les soulèvements des profondeurs

Toute cette activité fait remonter à la surface des roches profondes à une vitesse inhabituelle. Certaines ont été enterrées à plus de 100 kilomètres de profondeur, mais sont remontées à la surface assez rapidement 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 terrestre ont été exposés après seulement deux millions d’années.

Les endroits les plus extrêmes du plateau tibétain sont ses extrémités est et ouest – ou syntaxes – où les ceintures de montagnes sont presque doublement coudées. La géométrie des collisions y concentre l’érosion, sous la forme du fleuve Indus dans la syntaxe occidentale et du Yarlung Zangbo dans la syntaxe orientale. Ces deux puissants cours d’eau ont enlevé près de 20 kilomètres de croûte au cours des trois derniers millions d’années.

La croûte en dessous réagit à ce déchaussage en s’écoulant vers le haut et en fondant. C’est ainsi qu’apparaissent les grands complexes montagneux des syntaxes himalayennes – Nanga Parbat à l’ouest et Namche Barwa à l’est – qui s’élèvent de 30 millimètres par an. Un article récent a comparé ces deux upwellings syntaxiques à des renflements des vaisseaux sanguins humains – « les anévrismes tectoniques ». Ces exemples de rétroaction entre l’érosion, le soulèvement et la collision continentale sont peut-être la plus merveilleuse des merveilles du plateau tibétain.