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GARNER Paul - Volcanisme catastrophique du groupe de Borrowdale (Ordovicien), Lake District, Angleterre
Résumé: le groupe volcanique Borrowdale résulte d'une période de volcanisme explosif et catastrophique. Des interprétations uniformistes[1] sont discutées; les données géologiques sont en accord avec le récit biblique de l'histoire de la terre.
Les affleurements du groupe volcanique Borrowdale (GVB) recouvrent approximativement 800 km2 du Lake District (massif du Cumberland), situé au nord-ouest de l'Angleterre. La plupart des célèbres montagnes et des pics de cette région, tels le Pic Scafel et l'Hevellyn, sont formés de roches GVB L'épaisseur du GVB est estimée à 6000 mètres, et comprend une phase éruptive explosive catastrophique au cours de la déposition des roches paléozoïques.[2] D'un point de vue créationniste, ce type de dépôt appartient au déluge de la Genèse (Ge 6-8).
Sommaire
- 1 Types de roches appartenant au groupe volcanique Borrowdale
- 2 Age et durée de l'épisode volcaniques
- 3 Disposition des plaques tectoniques
- 4 Environnement atmosphérique ou aqueux?
- 5 Conclusions
- 6 References
- 7 Notes et références
Types de roches appartenant au groupe volcanique Borrowdale
Laves: Les laves les plus abondantes du GVB sont les basaltes[3] les andésito-basaltes et les andésites[4]. D'autres laves firent éruption durant l'épisode volcanique, comprenant des dacites[5] et des rhyolites.[6] Une caractéristique commune à ces laves est la formation de brèches - roches comportant des fragments anguleux causés par le mouvement de la lave. On y observe en outre des plissements complexes du fluide magmatique. Certaines de ces laves sont vésiculaires, en d'autres termes elle comprennent de petites cavités formées par la fixation de bulles de gaz volcanique. Ces creux furent infiltrés par des dépôts minéraux ultérieurs, tels la chlorite[7] et la calcite[8] , qu'on appelle "amygdales" (en forme d'amande).
Roches pyroclastiques: Elles sont formées de matériaux fragmentés éjectés d'une explosion volcanique.
Brèches volcaniques (agglomérats)
Des brèches à gros grains contenant des fragments jusqu'à 1 m de diamètre sont fréquents dans le GVB. Des éruptions volcaniques peuvent projeter des roches fracassées à plusieurs milliers de mètres en l'air. On croit qu'ils sont à l'origine de formation de la plupart des agglomérats. De tels dépôts sont formés à relativement faible distance des cheminées volcaniques.
Boues volcaniques (Iahars volcaniques)
Des dépôts de coulées volcaniques boueuses, ou lahars, peuvent se révéler fort similaires aux brèches volcaniques, en ce sens qu'ils sont aussi formés de fragments grossiers englobés dans une matrice de granulosité plus fine. Quelques-unes des brèches pyroclastiques[9] faiblement triées et stratifiées du GVB sont interprétées comme des dépôts boueux torrentiels, saturés d'eau.
Cendres volcaniques (tufs)
Une fine poussière de cendres volcaniques peut être transportée à grande distance par le vent et peuvent retomber sur le sol ou dans l'eau. Elle peut ensuite être redistribuée par des courants divers.
Une forme assez particulière prise par les tuffs de Lake District, l'"oeil d'oiseau" est constituée de lapillis[10] accrétionnaires. On pense qu'ils tirent leur origine d'éjections de nuages de cendres denses dans la haute atmosphère, provoquant de violents orages On croit que la poussière fine aurait été incorporée dans des grêlons tombant dans de l'eau peu profonde. En fondant, les grêlons auraient engendré de petites boules de cendre allant jusqu'à 1 cm de diamètre.
Ignimbrites
Les ignimbrites (cendres soudées à chaud) sont des roches formées de cendres projetées ou pyroclastites, de pierre ponce, pouvant voyager à des vitesses très élevées au raz du sol (nuées ardentes). Lorsque le nuage de matériaux incandescents se dépose, des fragments fondus se soudent fréquemment en une masse solide. Ce type de processus éruptif est violemment explosif et extrêmement chaud - et les coulées d'Ignimbrites sont largement reconnues comme figurant parmi les plus catastrophiques de tous les phénomènes géologiques. Des calculs basés sur l'éruption du Taupo (en l'an 186) donne une idée de la nature de telles coulées. La coulée s'est répandue dans toutes les directions sur 80 km avec une vitesse initiale de 250 à 300 m/s. On a estimé que 30 km3 de matériaux ont fait éruption en moins de 10 minutes.
Il est intéressant de constater que les ignimbrites sont communes parmi les roches de Lake District, bien qu'elles demeurèrent pratiquement non identifiées jusqu'aux années 1950, lorsque les géologues réalisèrent que quelques-unes des soi-disant "rhyolites" du GVB possédaient une origine plus palpitante qu'ils ne l'imaginaient.
Age et durée de l'épisode volcaniques
Un âge de 457 ± 4 millions d'années a été rapporté (Thirlwall et Fitton, 1983) pour l'éruption du GVB avec la méthode samarium - néodyme. Cependant, les radio-isotopes des matériaux ignés, qu'ils soient d'origine intrusive (roches formées en profondeur) ou effusive (en surface) reflètent plus directement les caractéristiques des chambres magmatiques desquels ils dérivent, et les matériaux de la croûte terrestre au travers desquels les magmas ont passé que l'époque de l'événement volcanique (Brown, 1981). L'âge radiométrique ne peut être considéré comme effectif que si un certain nombre de conditions sont respectées. Pour cette raison, les mesures obtenues par la méthode Sm-Nd ne peuvent pas être utilisées à l'encontre de la chronologie biblique.
Le modèle d'une jeune terre permet d'expliquer d'autres observations géologiques qui sont difficiles à accommoder dans le cadre de longs âges géologiques. Par exemple, le degré de préservation des structures vitroclastiques des ignimbrites du GVB est considéré comme de qualité "surprenante" au vu de leur âge géologique supposé.
L'épaisseur du dépôt GVB, comme nous l'avons vu, est d'environ 6000 m et représenterait une séquence de 10 millions d'années du volcanisme ordovicien. Mais l'expérience prouve que les dépôts volcaniques s'accumulent avec une rapidité remarquable. par exemple on a observé que jusqu'à 180 m. de strates volcaniques ont été accumulées lors de l'éruption du Mont St Hélène, dans l'état de Washington (USA) lors de l'éruption de 1980. Les observations de terrain dans le Lake District indiquent nettement un processus de déposition rapide, si bien que la durée de 10 millions d'années pour le GVB est grossièrement surestimée. On a plaidé que l'accumulation du GVB ne représente qu'une faible portion de cette vaste période, et que le "temps manquant" est représenté par les lacunes dues aux phases d'érosion de la séquence. Mais ceci est une conviction basée sur l'acceptation préalable des durées géologiques conventionnelles, et n'est pas démontrable scientifiquement
Disposition des plaques tectoniques
La "nouvelle tectonique globale" est le paradigme courant de la géologie, et est accepté couramment par la majorité des géologues en tant que concept général expliquant à la fois les caractéristiques structurales modernes de la terre et les anciens dépôts géologiques. La théorie de la tectonique des plaques joue en conséquence un rôle central dans l'interprétation du GVB.
Wilson a proposé en 1966 l'existence d'un proto-océan Atlantique durant la fin du Protérozoique et le début du Paléozoique. Cet océan hypothétique fut nommé par par la suite l'Océan lapetus. Entre le début de l'Ordovicien et la fin du Silurien, cet océan est supposé avoir disparu progressivement par subduction[11]. La collision continentale qui en résulta culmina avec l'"orogenèse calédonienne" (formation de montagnes liée à cette période). On pense que les roches riches en plagioclases volcaniques du GVB ont été déposées dans un arc continental ou une marge continentale correspondant à une zone de subduction orientée sud ou sud-est. Selon ce modèle, vers la fin du Silurien, pratiquement toute trace de l'océan lapetus auraient disparu. La ligne de suture continentale ainsi postulée est censée se trouver le long de l'estuaire de la Solway.
Il paraît évident qu'un tel scénario est totalement incompatible avec le modèle d'une terre jeune, pour lequel le GVB aurait été déposé durant l'année du déluge. Cependant, il devrait être noté que le scénario particulier décrit plus haut n'a pas été admis sans conteste dans la littérature scientifique. Par exemple, Branney et Soper (1988) ont proposé une "interprétation radicalement nouvelle de la tectonique ordovicienne du nord-ouest de l'Angleterre", en montrant que notre connaissance actuelle de la géologie de Lake District " ne montre pas d'indice d'une polarité de subduction au-dessous du sud de la Grande Bretagne durant la fermeture de l'Océan lapetus De manière en encore plus radicale, on a suggéré que l'Océan lapetus pourrait n'avoir jamais existé (Mason, 1988)! A l'instar de plusieurs océans supposés de la tectonique des plaques, lapetus demeure hypothétique.
De plus, une critique plus générale peut être adressée à l'encontre de la tectonique des plaques. Par exemple, il y a des difficultés considérables avec le mécanisme de subduction, le mouvement des plaques et d'autres aspects de la théorie. Ce sont des difficultés de cet ordre qui ont conduit quelques scientifiques à rejeter ce modèle en faveur d'autres, et le statut de la tectonique des plaques est encore disputé dans la littérature créationniste. Certains auteurs plaident en faveur d'une dérive des continents rapide et catastrophique, tandis que d'autres mettent en gardent contre l'incorporation de la tectonique des plaques dans le cadre d'une terre jeune. Les reconstruction uniformistes basées sur les environnements tectoniques modernes devraient être examinées d'un regard critique par ceux qui croient en l'existence d'une catastrophe majeure dans l'histoire de la terre. D'autres modèles tectoniques, tels que celui d'une terre en expansion, peuvent être accommodés plus aisément dans le cadre d'une terre jeune, en fournissant des explications nouvelles au sujet du volcanisme, de l'activité sismique, et de la formation des montagnes.
Environnement atmosphérique ou aqueux?
La littérature publiée montre que ce thème a été considérablement débattu, dans le but de déterminer si les roches du GVB sont de manière prédominante d'origine subaérienne ou aqueuse. Le consensus actuel favorise l'origine subaérienne (Branney, 1988). A l'évidence, une telle interprétation est problématique par rapport au modèle d'une terre jeune, pour laquelle les roches paléozoïques auraient été déposées tandis que les continents étaient recouverts d'eau.
La soudure des ignimbrites du GVB a été citée en faveur d'un environnement atmosphérique, puisque cela est traditionnellement considéré comme un phénomène exclusivement subaérien. Cependant, ce concept s'est trouvé fortement contesté récemment. Des études de terrain de roches volcaniques du nord du Pays de Galles ont montré que les tufs peuvent se souder sous l'eau. Des études théoriques démontrent également la possibilité d'une soudure sousmarine, au point où Sparks et al. (1980) indiquent que la soudure serait plus facile en milieu aquatique que dans de nombreux milieux subaériens! Il est probablement significatif que quelques-unes des ignimbrites du GVB sont immédiatement précédées et/ou surmontées de pyroclastiques incontestablement subaquatiques.
Un autre élément d'appréciation est la présence de soi-disant "courants de laves altérés" (par dégradation des roches en sols terreux), dans la succession volcanique, ce qui soutiendrait le concept de longues durées séparant différents épisodes de déposition individuels, dans un environnement subaérien. Cependant, un certain nombre de ces "courants effusifs" ont été depuis interprétés comme des filons-couche (sills) intrusifs, non exposés à l'atmosphère. Branney et Suthren (1988) attirent l'attention sur l'abondance de ces formations dans l'ensemble du GVB, et soutiennent le critère permettant de les distinguer des coulées de laves. L'apparence "dégradée" de certains de ces filons-couche est due à l'interaction entre les magmas chauds et les sédiments humides dans lesquels ils prirent place. La coloration rouge de certains de ces filons peut être attribuée à une intense altération hydrothermique et à un léger métamorphisme.
Branney (1988) indique que certaines séquences pyroclastiques du GVB sont par nature typiquement subaériennes, bien qu'il ajoute le commentaire intéressant que de telles séquences sont inhabituelles dans le Paléozoïque inférieur. Il se pourrait bien que quelques strates du GVB se soient accumulées dans des conditions subaériennes; un tel concept n'est pas forcément incompatible avec une origine diluvienne. En tant que créationnistes, nous ne devons pas sous-évaluer la complexité du déluge en tant qu'événement géologique. Plusieurs retraites et avances des eaux diluviennes ont pu se produire, accompagnés d'épisodes alternés d'immersion et d'émergence Cela doit s'appliquer particulièrement à la période durant laquelle les eaux du déluge montaient, et durant la phase de décrue du déluge.
Néanmoins, il apparaît que les arguments en faveur d'une origine subaérienne du GVB ont été exagérés par le passé. Il existe un grand nombre d'indices qui suggèrent que la présence de volumes d'eau significatifs étaient présents lors du dépôt de ces roches. Une des preuves les plus fortes est fournie par l'épaisseur considérable de cendres volcaniques qui apparaît avoir été déposée sous l'eau. Les tufs stratifiés trouvés près de Coniston, Langdale, Kirkstone et Honister sont exploitées de manière intense pour produire des pierres ornementales, et montrent une grande variété de structures indiquant clairement une origine subaquatique: rides aquatiques, canaux, tassements, dépôts entrecroisés, granoclassement, cannelures, coulures.
En certains endroits, tels Pavey Park, les brèches volcaniques sont considérées comme des hyaloclastites; ces roches résultent du contact de la lave avec de l'eau, causant leur fragmentation par un effet de trempe et de durcissement rapide. De plus, on a observé dans la partie supérieure du GVB (Holehouse Gill Formation) des argilites comportant des fossiles marins, (bien qu'ordinairement considérés comme résultant d'une brève intrusion marine dans un environnement par ailleurs subaérien).
Les éludes géologiques de Lake District fournissent une autre preuve des processus catastrophiques qui façonnèrent la terre il y a quelques millénaires. Nous espérons que cet article stimulera la recherche originale et le travail de terrain dans la région de Lake District dans le but d'affiner notre compréhension du déluge et son rôle dans l'histoire de la terre.
Conclusions
Des études de terrain indiquent que les roches du GVB furent déposées de manière rapide et catastrophique, et que la succession volcanique complète aurait pu être formée très rapidement. De longues périodes ne sont pas nécessaires pour rendre compte des dépôts du GVB, et n'ont pas été prouvées par ailleurs. L'assertion que les temps géologiques sont représentés par des lacunes dues à l'érosion dans la séquence n'est pas un fait scientifique, mais un a priori fondé sur le modèle uniformiste de longs âges géologiques. Bien que l'origine de nombreuses roches du GVB demeure controversée, les données géologiques telles qu'elles sont comprises actuellement sont en accord avec le modèle du déluge biblique
References
- Branney MJ. J Geol Soc Lond 145: 887-90.(1988)
- Branney et Soper 1988 J Geol Soc Lond 145: 367-76.(1988) Branney et Suthren Geol J 23: 171-87 (1988)
- Brown RH Origins 8 20-45 (1981)
- Mason R. Geology 16: 823-6 (1988)
- Sparks, Sigurdsson & Carey. J Volcanol Geotherm Res 7:97-105 (1980) Thirwall & FittonJ Geol Soc Lond 140: 511-8 (1983)
- Wilson Nature 211 :676-81 (1966)
Notes et références
- Uniformistes: modèles supposant un développement des formations géologiques ayant pour cause des phénomènes encore à l'oeuvre aujourd'hui, par opposition au diluvialisme, la théorie du déluge.
- Période paléozoique (=anclenne vie): partie la plus ancienne de la colone géologique contenant des fossiles en abondance, comprend le Cambrien, l'Ordovicien, le Silurien, le Dévonien, le Carbonifère et le Permien, soit environ la moitié du volume total des sédiments géologiques à fossiles de la terre.
- Basalte: roche volcanique basique la plus fréquente, généralement de couléur sombre, formant des coulées étendues, montrant souvent une structure prismatique, composée deplagioclase, pyroxène et olivine.
- Andésite: roche volcanique noire ou grise, souvent vacuolaire, riche en plagioclases (silico-aluminates de calcium et de sodium).
- Dacite: roche volcanique de composition assez proche du granite. Event. pierres ponces.
- Rhyolite: roches volcaniques ayant la composition du granite, beaucoup moins fusible que le basalte, d'où éruptions violentes. Peut former des pierres ponces.
- Chlorite: roche en feuillets silicatés obtenues par altération au contact de l'eau.
- Calcite:calcaire recristallisé des roches sédimentaires ou métamorphiques.
- Pyroclastlque: propre aux roches volcaniques produits par éjections de matériel encore plus ou moins chaud. Si la roche a subi une altération par érosion, par ex. on parle alors de roche épiclastique. (ndtr)
- Lappilis: projections volcaniques de petites dimensions, comprises entre les cendres et les bombes
- Subduction: enfoncement d'une plaque sous une autre par l'effet d'une force latérale.