Quelles forces contrôlent l’élévation des montagnes ?

Les scientifiques ont mis au point un nouveau système de classification des chaînes de montagnes qui utilise un seul chiffre pour décrire si l’élévation de la chaîne de montagnes est contrôlée principalement par les intempéries et l’érosion ou par les propriétés de la croûte terrestre, c’est-à-dire la force lithosphérique : le  » Nombre de Beaumont » (Bm). Il porte le nom de Chris Beaumont, un scientifique qui, avec son équipe, a développé des modèles couplés de processus de surface et de forces tectoniques. Les scientifiques rendent compte de leurs découvertes dans le numéro actuel de La nature.

Un nombre de Beaumont compris entre 0,4 et 0,5 signifie que les montagnes sont dans un soi-disant état stable de flux dans lequel les facteurs de contrôle de la croissance des montagnes sont les forces tectoniques et la force lithosphérique, équilibrées par les processus d’altération comme, par exemple, à Taiwan. Avec une valeur Bm inférieure à 0,4, les montagnes sont également dans un état stable de flux mais avec l’érosion comme facteur de contrôle comme les Alpes du Sud de la Nouvelle-Zélande. Un nombre de Beaumont supérieur à 0,5 signifie que les montagnes continuent de croître (état non stable) avec la force lithosphérique contrôlant le processus. Des exemples de ce type sont les montagnes Himalaya-Tibet et les Andes centrales.

Cette classification résout une question de longue date de savoir si les forces tectoniques et la résistance de la croûte terrestre sont les facteurs de contrôle de l’élévation des montagnes ou si les processus d’altération sont sous contrôle. La nouvelle étude indique que cela peut être l’un ou l’autre, selon l’emplacement géographique, le climat et les propriétés souterraines.

L’équipe de scientifiques dirigée par Sebastian G. Wolf de l’Université de Bergen en Norvège a utilisé un nouveau processus de surface couplé et un modèle tectonique à l’échelle du manteau pour son étude en combinant le modèle tectonique thermomécanique FANTOM avec le modèle d’évolution du paysage FastScape. Ainsi, ils ont pu concilier des taux d’érosion élevés dans certains orogènes actifs avec la survie à long terme des chaînes de montagnes pendant des centaines de millions d’années.

Jean Braun du Centre de recherche allemand GFZ pour les géosciences, co-auteur de l’article, déclare qu' »avec notre nombre de Beaumont, nous pouvons déterminer dans quelle proportion la tectonique, le climat et la résistance de la croûte contrôlent la hauteur des chaînes de montagnes. Et, pour la plupart des montagnes ceintures, cela peut se faire sans mesures ni hypothèses complexes ; il suffit de connaître le taux de convergence obtenu à partir des vitesses de plaques actuelles ou des reconstructions de plaques, la hauteur de la montagne obtenue à partir d’une carte topographique et le taux d’élargissement obtenu d’après les archives géologiques. En un mot : qu’une montagne soit courte ou haute est le produit d’une convergence lente ou rapide, d’un climat humide ou sec, ou d’une croûte solide ou faible. » Le nombre de Beaumont indique lequel de ces trois facteurs domine.