TECTONIQUE ET CLIMAT

Les périodes de création de grandes chaînes de montagnes et hauts plateaux de notre planète comme l’Himalaya-Tibet ou les Andes-Altiplano seraient-elles responsables des changements climatiques de la Terre ? Ou est-ce précisément l’inverse ? Les grands changements climatiques seraient-ils la cause, et non la conséquence, de ces grandes orogenèses ? Sur le très long terme, la tectonique des plaques, en modifiant la distribution géographique des continents, océans et reliefs, a une forte influence sur l’évolution du climat global. Ainsi, la formation de « supercontinents » au Paléozoïque (Pangée, Gondwana, Laurasia) aurait favorisé les climats extrêmes (aridité des cœurs continentaux, « supermoussons ») et probablement permis les glaciations carbonifères du Gondwana. Plus proche de nous dans les temps géologiques, et suivant une interprétation proposée dans les années 1990, l’érosion chimique des reliefs en croissance de l’Himalaya-Tibet depuis 50-40 millions d’années (Ma) aurait consommé une partie du CO₂ atmosphérique et induit le refroidissement global du Cénozoïque. Par rétroaction positive, le climat plus froid aurait favorisé l’érosion, facteur qui permet d’accroître encore le soulèvement tectonique et donc au final les reliefs et l’orogenèse elle-même. Il s’agit donc d’un problème de poule et d’œuf, à la fois de tectonique, de géomorphologie et de climatologie, qui, malgré son importance, reste encore dans l’ambiguïté.

S’étendant sur plus de 5 000 kilomètres, la chaîne des Andes est reconnue comme une barrière orographique et tectonique majeure, avec des conditions climatiques opposées sur ses flancs ouest, vers le Pacifique, et est, vers l’Amazonie et la Pampa argentine. Récemment, son rôle prépondérant sur l’évolution du climat a été reconstruit sur la base d’arguments géologiques et géomorphologiques. Le point clé de la démonstration est fondé sur une description de l’évolution du paysage (associée aux conditions climatiques) et des structures géologiques sous-jacentes sur le versant pacifique des Andes centrales, au nord du Chili et au sud du Pérou. On y trouve le désert d’Atacama – réputé le plus aride du monde – et un système de grandes failles chevauchantes parallèles et de même vergence (vers l’ouest) que la zone de subduction entre la plaque océanique de Nazca et la plaque Amérique du Sud. Ce système chevauchant, dont l’importance n’a été découverte que récemment, est responsable du plus grand relief tectonique sur Terre (env. 13 km), entre la Cordillère andine occidentale et la fosse du Pérou-Chili. Deux structures morphologiques et tectoniques majeures sont distinguées : la première est la banquette d’Atacama (ou Atacama Bench), similaire à une terrasse géante de 100 kilomètres de largeur, entaillée par des canyons et perchée à un kilomètre au-dessus de la côte pacifique ; la deuxième est le chevauchement frontal andin (ou West Andean Thrust), de plusieurs milliers de kilomètres de longueur et situé à la base de la Cordillère occidentale. En replaçant ces structures dans une synthèse à l’échelle des Andes centrales faisant appel aux données géophysiques, géologiques et climatiques existantes, on aboutit à un nouveau modèle d’évolution de l’orogenèse andine à la latitude de 21⁰ sud. Cette évolution se caractérise par une croissance progressive de la chaîne à partir de l’actuel point d’inflexion de l’Amérique du Sud (« coude » d’Arica, au niveau de la frontière entre le Pérou et le Chili). La chaîne y serait née il y a environ 50 Ma. Elle aurait ensuite grandi selon deux directions, l’une transverse à la chaîne (surtout de l’ouest vers l’est, c’est-à-dire vers l’intérieur du continent sud-américain), l’autre longitudinale et bilatérale (vers le sud et vers le nord).

Cette évolution de l’orogenèse[...]