Comment les Andes, la plus longue chaîne de montagnes du monde, ont-elles atteint leur taille énorme ? Ce n’est là qu’une des questions géologiques auxquelles une nouvelle méthode développée par des chercheurs de l’Université de Copenhague pourrait être en mesure de répondre. Avec une précision sans précédent, la méthode permet aux chercheurs d’estimer comment les plaques tectoniques de la Terre ont changé de vitesse au cours des derniers millions d’années.
Les Andes sont la plus longue chaîne de montagnes au-dessus de l’eau de la Terre. Il s’étend sur 8 900 kilomètres le long de la périphérie ouest de l’Amérique du Sud, mesure jusqu’à 700 kilomètres de large et, à certains endroits, s’élève à près de sept kilomètres dans le ciel. Mais les géologues ne savent pas exactement comment cette chaîne de montagnes colossale a émergé de l’intérieur de la Terre.
Des chercheurs de l’Université de Copenhague proposent une nouvelle hypothèse. À l’aide d’une nouvelle méthode mise au point par l’un des chercheurs, ils ont étudié de près la plaque tectonique sur laquelle repose la chaîne. Leur découverte a jeté un nouvel éclairage sur la naissance des Andes.
Les plaques tectoniques recouvrent la surface de la Terre comme d’énormes pièces de puzzle. Ils se déplacent de quelques centimètres chaque année, à peu près au même rythme que nos ongles poussent. De temps en temps, ces plaques peuvent soudainement accélérer ou ralentir. Cependant, nous savons peu de choses sur les forces féroces derrière ces événements. Les chercheurs de l’UCPH sont arrivés à des estimations plus précises que jamais, à la fois en ce qui concerne l’ampleur et la fréquence des changements de vitesse des plaques dans le passé.
Les nouveaux calculs des chercheurs démontrent que la plaque sud-américaine a soudainement et spectaculairement changé de vitesse et ralenti à deux reprises significatives au cours des 15 derniers millions d’années. Et cela a peut-être contribué à l’élargissement de l’énorme chaîne. Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Lettres sur les sciences de la Terre et des planètes.
Remarquablement, les deux ralentissements soudains se sont produits entre des périodes où la chaîne andine était sous compression et grandissait rapidement :
« Dans les périodes précédant les deux ralentissements, la plaque immédiatement à l’ouest, la plaque de Nazca, a enfoncé les montagnes et les a comprimées, les faisant grandir. Ce résultat pourrait indiquer qu’une partie de la chaîne préexistante a agi comme un frein sur à la fois la plaque de Nazca et la plaque sud-américaine. Au fur et à mesure que les plaques ralentissaient leur vitesse, les montagnes s’élargissaient à la place », explique le premier auteur et Ph.D. étudiante Valentina Espinoza du Département de géosciences et gestion des ressources naturelles.
Les montagnes alourdissent l’assiette
Selon la nouvelle étude, la plaque sud-américaine a ralenti de 13% au cours d’une période qui s’est produite il y a 10 à 14 millions d’années, et de 20% au cours d’une autre période il y a 5 à 9 millions d’années. Dans le temps géologique, ce sont des changements très rapides et abrupts. Selon les chercheurs, il y a principalement deux raisons possibles aux ralentissements soudains de l’Amérique du Sud.
On pourrait, comme mentionné, être lié à l’extension des Andes, où la pression s’est relâchée et les montagnes se sont élargies. L’hypothèse des chercheurs est que l’interaction entre l’expansion des montagnes et la vitesse plus faible de la plaque était due à un phénomène appelé délaminage. C’est-à-dire qu’une grande partie de la matière instable sous les Andes s’est détachée et a coulé dans le manteau, provoquant des réajustements majeurs dans la configuration de la plaque.
Ce processus a amené les Andes à changer de forme et à se développer latéralement. C’est au cours de ces périodes que la chaîne de montagnes s’est étendue au Chili à l’ouest et à l’Argentine à l’est. Au fur et à mesure que la plaque accumulait plus de matériaux de montagne et devenait plus lourde, le mouvement de la plaque ralentissait.
« Si cette explication est la bonne, elle nous en dit long sur la façon dont cette immense chaîne de montagnes est née. Mais il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas. Pourquoi est-elle devenue si grande ? À quelle vitesse s’est-elle formée ? Comment la chaîne de montagnes se maintient-elle ? Et finira-t-elle par s’effondrer ? » dit Valentina Espinoza.
Selon les chercheurs, une autre explication possible du ralentissement de la plaque est qu’il y a eu un changement dans le flux de chaleur de l’intérieur de la Terre, connu sous le nom de convection, qui s’est déplacé dans la couche visqueuse la plus élevée du manteau sur laquelle flottent les plaques tectoniques. sommet de. Ce changement s’est manifesté comme un changement dans le mouvement de la plaque.
Les chercheurs disposent désormais des informations et des outils nécessaires pour commencer à tester leurs hypothèses par le biais de la modélisation et de l’expérimentation.
Peut devenir un nouveau modèle standard
La méthode pour calculer les changements du mouvement des plaques tectoniques s’appuie sur les travaux antérieurs du professeur agrégé et co-auteur de l’étude Giampiero Iaffaldano et Charles DeMets en 2016. La particularité de la méthode est qu’elle utilise des données géologiques à haute résolution, généralement utilisées uniquement pour calculer le mouvement des plaques les unes par rapport aux autres. Ici, les mêmes données ont été utilisées pour calculer les changements dans le mouvement des plaques par rapport à la planète elle-même. Il fournit des estimations avec une précision sans précédent.
Après avoir testé la méthode avec une combinaison de six autres plaques tectoniques, les chercheurs pensent qu’elle pourrait devenir une nouvelle méthode standard :
« Cette méthode peut être utilisée pour toutes les plaques, tant que des données à haute résolution sont disponibles. J’espère qu’une telle méthode sera utilisée pour affiner les modèles historiques de plaques tectoniques et améliorer ainsi les chances de reconstruire des phénomènes géologiques qui restent flous pour nous. « , déclare Giampiero Iaffaldano, qui conclut :
« Si nous pouvons mieux comprendre les changements qui se sont produits dans les mouvements des plaques au fil du temps, nous pouvons avoir une chance de répondre à certains des plus grands mystères de notre planète et de son évolution. Nous en savons encore si peu sur, par exemple : la température de l’intérieur de la Terre, ou à peu près quand les plaques ont commencé à bouger. Notre méthode peut très probablement être utilisée pour trouver des pièces pour ce grand puzzle. »
Plus d’information:
Valentina Espinoza et al, Modifications rapides du mouvement absolu des plaques déduites des reconstructions à propagation relative à haute résolution : une étude de cas portant sur la plaque sud-américaine et ses voisins Atlantique/Pacifique, Lettres sur les sciences de la Terre et des planètes (2023). DOI : 10.1016/j.epsl.2023.118009