Mais quel âge ont nos montagnes?

La formation d’une chaîne de montagnes prend des millions d’années, les premières montagnes alpines apparurent à partir de -30 Ma, lorsqu’une grande partie de la croûte européenne fut entrainée en profondeur.

Cela engendra le détachement de la croûte de l’océan alpin plus dense et le début de la remontée de certaines roches enfouies en profondeur. Ces premières montagnes furent fortement érodées et donnèrent de nombreux sédiments déposés dans le bassin molassique du plateau suisse. Les plissements continuèrent jusqu’à il y a 5 Ma avec le plissement du Jura. Depuis, c’est l’érosion qui continue à faire se soulever les montagnes par réajustement isostatique qui crée des tremblements de terre.

On a vu que la formation des Alpes a pris des dizaines de millions d’années; mais quand les premières montagnes sont-elles apparues? Tant que l’océan alpin n’était pas totalement disparu, il y avait peu de reliefs et toute la région alpine était sous l’eau, mais dès que la marge valaisanne commença à subducter en passant sous la plaque africaine, les choses changèrent. 

Le soulèvement de la plaque supérieure (Afrique) engendra l’arrivée de sédiments détritiques (sable, argile, appelé flysch) sur la marge valaisanne. On peut suivre à la trace la position de la fosse de subduction (la limite entre les deux plaques), car les sédiments qui y arrivent peuvent être datés grâce aux fossiles.
Il fallut 15 Ma (de -50 à -35 Ma) pour que la péninsule briançonnaise en Valais soit totalement subductée. Puis la fosse de subduction s’installa au nord de l’océan valaisan sur le dos des futures nappes calcaire du Wildhorn et de Morcles jusque vers -30Ma.
A partir de -30 Ma, on assiste à un changement radical avec la disparition de la fosse de subduction qui est remplacée par le bassin molassique beaucoup moins profond s’étendant jusqu’au futur Jura. Dans les Alpes du sud, on observe au même moment la mise en place de granites en profondeur et de volcans en surface.
Que s’est-il passé? Le passage de la presque totalité de la croûte briançonnaise sous la plaque africaine a bloqué momentanément la subduction. Cette croûte est moins dense que celle de l’océan alpin qui l’a précédée et l’océan et le continent vont donc se séparer. Ce détachement entraîne à son tour le soulèvement de toute la plaque supérieure africaine, on voit apparaître les premières montagnes.

Note: On peut comparer cette situation à ce qui se passe à Taiwan en ce moment, la marge passive chinoise est en train de passer sous l’arc Taiwanais et les reliefs créés atteignent presque 4000m. On peut donc penser que de grandes montagnes sont déjà  apparues dans les Alpes il y a 20 à 30 Ma.

Que se passa-t-il après? L’océan alpin se détache de l’ouest vers l’est, jusqu’aux Carpathes comme une grande fermeture éclair à une centaine de km de profondeur! Cependant, cela a pris des dizaines de millions d’années, et la plaque africaine continua à avancer vers le nord, malgré l’absence de recul de la plaque européenne dans les Alpes occidentales. On assiste donc là à une collision forcée entre les deux plaques entre -25 et -5 Ma. Des immenses morceaux de la croûte européenne sont alors chevauchés vers le nord sur le bassin molassique, c’est le cas des massifs du Mt-Blanc et des Aiguilles Rouges (France), et de l’Aar-Gotthard, avec la formation de très hautes montagnes, et cette poussée va finalement décoller tout le bassin molassique et plisser le Jura.

Pendant les derniers 5 Ma (après le plissement du Jura) il n’y a plus de rapprochement entre la plaque européenne et la plaque africaine, c’est l’érosion, surtout des glaciers pendant les derniers 2 millions d’années, qui va sculpter les reliefs alpins. Ces reliefs ne diminuent pas rapidement, le réajustement isostatique fait que chaque mètre enlevé par l’érosion est compensé par la remontée de la lithosphère, comme un iceberg dont le 1/9ème est toujours hors de l’eau. Ici, c’est l’asthénosphère qui fait office de liquide.

Note: La fonte de la calotte glaciaire alpine, qui faisait jusqu’à 2 km d’épaisseur, produit le même effet de surrection relative de la lithosphère (seulement quelques dizaine de mètres sur quelques milliers d’années!).

Les reliefs les plus élevés devaient donc exister il y a 10 à 5 Ma, et on peut penser qu’ils faisaient plus de 5000m. L’érosion des reliefs et les mouvements tectoniques pendant les derniers 30 Ma ont permis de ramener à la surface les roches enfouies à plus de 30-40 Km, soit une vitesse de surrection moyenne de 1mm par an! cette vitesse de surrection est toujours valide de nos jours et qui est compensée par l’érosion.

L’activité sismique actuelle assez importante en Valais est principalement due à ces réajustements isostatiques (liés à l’érosion et non plus à la collision entre continents). Donc, la magnitude des séismes est plutôt faible (entre 1 et 3 sur l’échelle de Richter). Ces séismes sont peu profonds, généralement dans les premiers 10km de la croûte. Ils se concentrent le long de certaines fractures anciennes qui permettent de relâcher les tensions accumulées dans la croûte pendant des dizaines voir des centaines d’années. C’est pour cela que des séismes de magnitude 5, voire 6, sont possibles quelques fois par siècles.

Pour en savoir plus: http://www.seismo.ethz.ch/eq/latest/index_FR