La plupart des gens savent que le mont Everest est la plus haute montagne, mais je veux savoir depuis combien de temps il est le plus haut, et pour combien de temps dans le futur il le restera (…) Quelle chaîne de montagnes l’a précédé? (…) Quand quelque chose d’autre le dépassera-t-il? – Nigel, 14 ans, Christchurch
Nigel, merci pour cette question merveilleuse et perspicace. La réponse est en fait assez complexe, car il peut être difficile de connaître la hauteur (ou l’élévation) des chaînes de montagnes dans le passé.
Cependant, c’est une question très importante car les montagnes ont un rôle énorme dans l’environnement. Elles peuvent perturber la circulation de l’air, affecter le climat mondial et régional et offrir des possibilités d’évolution aux plantes et aux animaux.
Comprendre l’histoire des chaînes de montagnes
Les géoscientifiques répondent aux questions sur les anciennes hauteurs des montagnes en examinant les bassins sédimentaires au sein des chaînes de montagnes. Il s’agit de zones basses où les matériaux sédimentaires tels que le pollen et les feuilles de plantes s’accumulent et où les minéraux se forment dans le sol.
Un bassin aujourd’hui peut être beaucoup plus haut ou plus bas qu’il ne l’était lorsque les sédiments y sont entrés. Le pollen, les feuilles et les minéraux fossilisés qui remontent à l’époque où les sédiments se sont déposés peuvent révéler comment l’élévation du paysage a changé au fil du temps.
Si nous examinons le pollen fossilisé, nous pouvons constater qu’il provient de plantes qui ont probablement poussé dans une gamme particulière d’élévation, et nous pouvons également remarquer l’absence de certaines autres plantes. (Nous pouvons déterminer où les plantes anciennes ont probablement poussé en regardant leurs parents modernes).
Ainsi, en datant le pollen que nous trouvons, nous pouvons calculer la gamme d’élévation possible du paysage dans le passé. Nous pouvons conclure que le paysage était trop élevé pour la plante A, assez élevé pour la plante B (qui nous a donné le pollen), mais pas assez élevé pour la plante C.
C’est une capacité assez puissante, surtout si l’élévation du paysage a changé de manière significative depuis le dépôt initial des sédiments.
Le pollen de Podocarp (conifère de l’hémisphère sud) sur la gauche a poussé au Timor il y a environ 2,5 millions d’années. Un parent moderne est représenté à droite. Ces plantes ont poussé à des altitudes supérieures à 1,2 km et ne sont pas présentes dans les sédiments plus anciens. Leur apparition soudaine dans les sédiments rejetés par l’ancienne île indique que certaines parties de l’île avaient atteint une altitude d’au moins 1,2 km. Auteur fourni
On peut aussi regarder les différents types (ou isotopes) de certains éléments (notamment l’oxygène) contenus dans les cires végétales, les argiles et les minéraux carbonatés qui se forment par des réactions chimiques dans le sol. Ces plantes et minéraux incorporent l’eau de pluie.
Lorsqu’une bande de pluie atteint une chaîne de montagnes, l’eau dont les isotopes de l’oxygène sont plus lourds tombe en premier. Cela signifie que l’eau de pluie en altitude contient des isotopes d’oxygène plus légers, qui passent ensuite dans les plantes et les minéraux qui s’y trouvent.
Si nous trouvons des sédiments qui ont été déposés dans un bassin bas il y a 30 millions d’années, mais qui sont maintenant beaucoup plus élevés, ils contiendront encore des isotopes de l’oxygène qui révèlent l’altitude à laquelle ils se sont formés. Nous pouvons mesurer ces isotopes pour estimer de combien le paysage est devenu plus élevé.
Depuis combien de temps l’Everest est-il le plus haut?
L’Everest fait partie de l’Himalaya, une chaîne de montagnes qui se dresse à la limite sud du vaste plateau tibétain qui se trouve à environ 4-5 km au-dessus du niveau de la mer. Les scientifiques ont utilisé les méthodes décrites ci-dessus pour comprendre l’histoire du plateau, qui a évolué suite à la réunion de plusieurs chaînes de montagnes ancestrales.
Certaines parties du plateau moderne étaient déjà plus hautes que 3,5 km il y a 26 millions d’années. La plus méridionale de ces chaînes était une grande chaîne de montagnes ressemblant aux Andes, appelée les monts Gangdese.
Celles-ci semblent avoir existé pendant plus de 50 millions d’années à des altitudes similaires à celles des Andes actuelles (environ 4,5km).
Cependant, au sud du Gangdese, où se trouvent les plus hautes montagnes actuelles, les géologues ont trouvé des sédiments vieux de 34,5 millions d’années provenant d’une mer peu profonde, à seulement quelques dizaines de kilomètres à l’est du mont Everest (appelé localement Qomolangma).
Cela nous indique que la partie de l’Himalaya qui comprend l’Everest, qui domine maintenant l’horizon, n’était pas une chaîne de montagnes à l’époque. En fait, elle se trouvait au niveau de la mer. Elle a grandi de plus de 8 km au cours des 30 derniers millions d’années.
L’Everest, désormais le grand enfant du quartier, est actuellement plus de 100 mètres plus haut que son plus proche rival. Mais un nouveau vainqueur émergera avec le temps.
Que se passera-t-il ensuite?
Pour comprendre comment l’Everest pourrait perdre son statut de plus haute montagne, nous devons comprendre comment les chaînes de montagnes sont construites. Les plus grandes chaînes de montagnes actuelles ont été construites à partir de collisions entre des blocs de croûte continentale dans la couche externe de la Terre, la lithosphère.
Lorsque ces blocs entrent en collision, ils se froissent et des tranches de croûte rocheuse s’empilent les unes sur les autres, comme on le voit dans la moitié droite de la coupe transversale ci-dessous. Cela donne naissance à de hautes montagnes, qui s’élèvent, se déplacent et se transforment continuellement à mesure que la collision se poursuit.
Voici une coupe transversale générale de la lithosphère dans la région de l’Himalaya. La lithosphère est constituée de toute la croûte et d’une partie du manteau, jusqu’à l’asthénosphère partiellement fondue. x, Auteur prévu.
La vidéo ci-dessous permet de visualiser ce processus. Elle simule l’écrasement d’un bloc de lithosphère dans l’Himalaya. Vous pouvez vous référer à la partie Vidéo du bac à sable de la coupe transversale ci-dessus pour voir où ce processus se produirait.
Des étudiants de l’école de géographie, des sciences de la Terre et de l’atmosphère de l’Université de Melbourne pressent des sédiments stratifiés dans un bac à sable pour voir comment ils vont se déformer.
Vous remarquerez que les montagnes commencent à s’élever dès que la collision commence. Le bras qui pousse le sable représente la croûte déjà épaissie du haut Himalaya et le tas de sable poussé représente la croûte supérieure indienne qui se trouve sous la chaîne de montagnes.
L’épaississement se déplace à différents endroits au fil du temps. Si la montagne la plus jeune et la plus petite est la plus éloignée de la collision elle-même, le sommet le plus élevé ne se trouve pas toujours dans la partie la plus ancienne de la chaîne (là où la collision a commencé).
Érosion et croissance
Les grandes chaînes de montagnes s’érodent lorsque les changements de température, le vent et l’eau décomposent la roche et finissent par l’emporter. Il est intéressant de noter que l’érosion entraîne en fait une lente croissance des montagnes au fil du temps.
C’est un processus fascinant que les géoscientifiques appellent isostasie et qui peut être mesuré à l’aide du GPS. Le schéma ci-dessous montre comment le processus est comparable à des blocs de bois flottant dans l’eau.
Si des blocs intacts d’un certain type de bois flottent dans une piscine, le même pourcentage du volume global dépassera toujours de la surface. Ainsi, si l’on enlève de la matière à un bloc, celui-ci s’élèvera.
Ce diagramme montre comment l’érosion des montagnes – qui s’apparente à la découpe de fentes dans des blocs de bois – entraîne une augmentation de l’altitude des sommets des montagnes. x, Auteur fourni.
Nous pouvons comparer ces colonnes de bois à des blocs lithosphériques. Au fur et à mesure de l’érosion, la surface de la montagne augmente en altitude. Cela donne un moyen aux roches profondément enterrées de s’élever dans la chaîne de montagnes.
Difficile à battre
Malgré les 82 350 km de frontières convergentes sur Terre (là où deux plaques se rencontrent et se poussent), il est peu probable que d’autres chaînes de montagnes dépassent de sitôt la hauteur de l’Himalaya.
Cela s’explique par le fait que l’Himalaya a été construit par la collision de deux grands continents composés de roches dont la densité est inférieure à la moyenne. Ils se situent donc plus haut que la lithosphère océanique.
Un jour, dans un avenir lointain, une nouvelle frontière se formera quelque part et les forces créant l’Himalaya seront supprimées.
La chaîne s’effondrera alors et finira par s’éroder pour devenir comme les Appalaches actuelles en Amérique du Nord, qui étaient une ceinture de montagnes active entre 325 et 260 millions d’années.
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Images utilisées avec l’aimable autorisation de Pexels/Denis Linine.
Cet article est republié depuis The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article original.