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Relations spatio-temporelles des roches
Sommaire
Les socles et les couvertures
Nous aurons bien souvent à revenir sur ces notions : autant les définir tout de suite avec quelques détails. Prenons une chaîne de montagnes et imaginons-la en voie d’érosion avancée : des gneiss y sont à nu. L’érosion poursuivra son travail jusqu’à l’aplatissement complet du pays. Ces très vieilles chaînes, complètement érodées ont reçu le nom de socle. Un socle, comme le nom l’indique, supporte quelque chose. Ce quelque chose, c’est une couverture de roches sédimentaires que la mer viendra déposer.
Ainsi d’immenses surfaces continentales ne montrent pas leur socle, caché par la couverture dont les strates peuvent rester longtemps en position horizontale. Dans le bassin parisien, pour prendre un exemple voisin, les assises sédimentaires, surtout calcaires, ont conservé cette position depuis plus de deux cents millions d’années. De nombreux forages les ont traversées pour arriver toujours finalement dans le socle sur lequel ces assises reposent. Mais toutes les régions ne restent pas aussi calmes : là où des chaînes de montagnes se construisent (régions d’orogenèse), socles et couvertures peuvent être atteints par les déformations. Ces dernières peuvent rester modestes, ce qui serait, par exemple le cas du Jura où la couverture a tendance à glisser sur un socle faillé. Mais dans les Alpes socles et couvertures se déforment ensemble et, si les roches de la couverture sont soumises au métamorphisme, elles prendront tout à fait l’allure des roches du socle ; à vrai dire, elles sont devenues aptes à jouer le rôle de socle : il suffira qu’une mer vienne déposer ses sédiments sur la chaîne érodée. On voit donc qu’un socle, au cours du temps et des orogenèses successives, incorpore des assises de plus en plus jeunes, alors que les roches les plus anciennes deviennent de plus en plus déformées.
Si vous étiez habitants du Québec, votre pays ne pourrait vous montrer que du socle. Si vous étiez habitants de Paris, quelques carrières ne vous montreraient que des roches de couverture. Mais, Valaisans, vous pouvez, sur quelques kilomètres carrés, observer l’un et l’autre, dans des stades de déformations multiples, de complexité croissante, de métamorphismes superposés. Incroyable richesse de ce pays !
Le socle et la croûte terrestre
Le terme de croûte terrestre apparaît surtout dans le langage des géophysiciens, spécialistes qui ne se contentent pas de regarder la surface de la Terre, mais qui tentent de l’ausculter en profondeur par des moyens divers : études des ondes sismiques, mesures du champ de la gravité, du champ magnétique, etc. Pour ces spécialistes, la croûte continentale a une épaisseur moyenne de 33 km. Nous n’en connaissons que la partie la plus superficielle : c’est notre socle (qui est donc de composition granitique et gneissique). Pourquoi 33 km d’épaisseur ? Parce que, à cette profondeur, il existe une surface sur laquelle les ondes sismiques se réfléchissent, tout comme se réfléchissent les ondes de l’échosondeur sur le fond de la mer.
Sous les océans, les géophysiciens ont découvert que cette surface se situait seulement à une dizaine de kilomètres. Comme il y a près de 4000 m d’eau, la croûte océanique elle-même, se réduit à seulement 6 km. Les échantillons dragués sur les fonds océaniques et quelques forages ont montré la composition de cette croûte : basalte en surface et gabbro en profondeur.
Le contraste est donc total entre croûte continentale et croûte océanique, tant en ce qui concerne les épaisseurs qu’en ce qui concerne les compositions.
La dérive des continents
En ce qui concerne les relations spatio-temporelles des roches, il reste à dire quelques mots de la dérive des continents, parce qu’elle est à l’origine de tout le phénomène de l’orogenèse. Son histoire commence, en effet, par l’étirement d’un continent arasé, induit par de mystérieuses forces d’extension. L’amincissement de la croûte continentale produit, vers la surface, des dépressions : des bassins marins apparaissent là où il n’y avait, précédemment, qu’un continent exposé à l’érosion. Par la suite le continent se disloque et de la croûte océanique prend place entre des fragments de croûte continentale. Ainsi ont pris naissance, il y a peu, un océan étroit comme la mer Rouge, ou, il y a plus longtemps, un océan plus large comme l’Atlantique.
Pour qu’une chaîne de montagnes surgisse des flots, il faut un renversement de ce mystérieuses forces d’extension, qui cèdent la place à des compressions. La partie la plus fragile de la croûte en compression, donc la partie océanique, déterminera le point de rupture à partir duquel cette croûte sera engloutie en profondeur.
Lorsque les deux masses continentales entrent en collision, les déformations atteignent leur paroxysme. La plaque rigide ou litosphère dont l’épaisseur est estimée à environ 100 km, s’enfonce dans du matériel plus plastique. Les géophysiciens ont suivi sa trace, grâce à la présence de foyers de tremblements de terre, jusqu’à 700 km de profondeur. Les reliefs alpins, avec leurs sommets de près de 5000 m, voire de près de 9000 m dans l’Himalaya, ne sont, finalement, que des traces épidermiques de phénomènes autrement plus amples.
Bibliographie
- Marcel Burri, Les roches, Martigny, 1994
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