Les Scablands, une région dévastée

Discussion dans 'Bibliothèque Wladbladi' créé par titegazelle, 14 Novembre 2008.

  1. titegazelle

    titegazelle سُبحَانَ اللّهِ وَ بِحَمْدِهِ Membre du personnel

    J'aime reçus:
    4181
    Points:
    113
    Les Scablands, une région dévastée


    La plus grande partie de l'est de l'Etat de Washington est couverte par des coulées de lave basaltique, surmontées par un épais dépôt de lœss, un sédiment très fin et léger d'origine périglaciaire, déposé par le vent. Cependant le paysage est loin d'être uniforme et régulier. Par endroits, la région est littéralement dévastée. La surface est dénudée, criblée de trous, parcourue de canyons et de grottes. Des ravins immenses entaillent à la fois la couche de lœss meuble et les couches basaltiques durcies, pour se diriger ensuite vers les deux principaux cours d'eau de l'est de l'Etat de Washington. Des chenaux se rejoignent en coupant des crêtes qui les séparaient. Des vallées suspendues se jettent dans les chenaux principaux. Des collines sont disposés au milieu des paysages, comme des îles au milieu d'un gigantesque cours d'eau. Le sol est complètement décapé (sa hauteur atteignait 60 mètres par endroit). Des dépôts de gravier issus de l'érosion du basalte s'observent sur une bonne partie de la surface. Plusieurs zones sont recouvertes par des rides de courant énormes, des sillons ondulés (ripples mark) laissés par le passage de l'eau, et qui atteignent par endroit 6 à 7 mètres de haut pour 130 mètres de long. Le paysage donne l'image d'une terrible désolation. Une force terrifiante s'est abattue à cet endroit, dévastant toute la surface pour y laisser des cicatrices indélébiles. La région, qui s'étend près de la frontière de l'Idaho et de l'Oregon et qui couvre 34 000 km2 en superficie a été dénommé Scablands (régions croûteuses, pelées).

    Un géologue du nom de Bretz
    Peu après la première guerre mondiale, un géologue du nom de J Harlen Bretz a proposé une hypothèse audacieuse et orthodoxe pour expliquer la formation des Scablands. Les chenaux qui dissèquent la région auraient été creusés par une énorme quantité d'eau en seulement quelques jours. Un évènement catastrophique, dont l'action a été immédiate et les conséquences terribles.
    Mais à cette époque, les géologues n'acceptaient qu'une seule règle, celle du gradualisme (la clé de voûte de l'œuvre de Charles Lyell). Pour eux, les paysages ne pouvaient s'expliquer que par l'action lente et immuable d'un processus. Imaginons par exemple une région recouverte par une épaisse couche de sable et balayée par les vents. Chaque jour, le vent y soulève quelques grains de sable pour les transporter plus loin. Sur une seule journée, son action demeure invisible. Mais sur des milliers ou des millions d'années, le voici capable de faire disparaître l'importante couverture sableuse. Les processus géologiques qui ont lieu aujourd'hui sont les mêmes que ceux qui jouaient déjà il y a des millions d'années. Le présent est la clé du passé.
    Au milieu des années 1800, c'était une autre théorie, celle du catastrophisme, qui dominait. Cette théorie a fini par laissé la place au gradualisme, après bien des batailles. Et l'on comprend parfaitement que les tenants du gradualisme voyaient d'un bien mauvais œil le retour du catastrophisme. L'hypothèse de Bretz avait de quoi les choquer. Le mécanisme qui expliquait la formation des Scablands était brutal, rapide. En quelques jours, il avait réalisé ce qui aurait du prendre des milliers d'années. Sans compter l'extraordinaire quantité d'eau nécessaire pour réaliser ce travail !
    Les géologues de l'époque n'étaient pourtant pas des aveugles, et ils avaient bien noté le caractère singulier des Scablands. Mais ils cherchèrent une alternative gradualiste pour s'opposer à l'hypothèse de Bretz. Pour eux, la région des Scablands avait été façonnée par une quantité d'eau bien inférieure à celle que proposait Bretz, et ceci sur un temps bien plus long. Bien vite, Bretz fut montré du doigt et les remarques sarcastiques ne manquèrent pas.
    On peut s'indigner sur les attaques que Bretz a subi, admirer sa volonté et son courage à s'opposer à une théorie aussi solidement ancrer dans les esprits que celle du gradualisme, mais sa propre théorie n'était pas sans failles. Ses opposants ne brandissaient le drapeau du gradualisme en refusant obstinément d'autres hypothèses. Le travail de Bretz avait beau être remarquable, il lui manquait un point très important : l'origine de l'eau. Bretz fut incapable de déterminer la provenance des eaux qui avaient sculpté les Scablands. Il évoquait la fonte d'une grande quantité de glace, mais il n'avait pas pu trouver le mécanisme responsable de cette fonte.
    Wegener, le père de la tectonique des plaques, avait connu à son époque la même difficulté. Malgré des preuves accablantes (découpe des continents, similitude lithologique et faunistique), il n'a pas réussi à faire accepter de son vivant sa magnifique hypothèse, car il n'avait aucune force valable à proposer pour expliquer les déplacements des plaques ! Il pensait que les continents pouvaient se déplacer horizontalement comme des icebergs dans l'eau. Cette idée fausse fut réduite à néant par des physiciens, en même tant que l'ensemble de la théorie. Il a fallu attendre 1960 pour que la tectonique des plaques soit confirmé par la découverte de l'expansion des fonds océaniques, alors que Wegener avait proposé cette théorie dès 1915. Une perte de temps énorme pour la géologie. Heureusement, Bretz n'a pas connu ce destin, et son travail a été reconnu de son vivant.

    Le lac Missoula
    En 1940, lors d'un meeting de l'American Association for the Advancement of Science qui se tenait à Seattle, un géologue, Joseph Pardee, tient un exposé pour le moins intrigant. Le géologue a découvert les preuves de l'existence d'un énorme lac glaciaire (le lac Missoula) retenu par un barrage de glace. Le lac mesurait 320 km de long pour une profondeur de 600 mètres, ce qui représentait une contenance de 2000 km3 d'eau (soit dix fois le flot annuel combinée de toutes les rivières du monde). Mais le plus intéressant reste à venir. Le géologue est certain que la digue du lac s'est rompue et que celui ci s'est brutalement vidée. La découverte de ripples mark de 15 mètres de haut espacées de 60 à 150 mètres tend à prouver qu'une énorme quantité d'eau s'est déversée dans un temps très court, ce qui est précisément le cas si le barrage de glace vient à lâcher. Chaque heure après la rupture, c'est 40 km3 d'eau qui se sont ruées à une vitesse de 100 mètres/seconde à travers la brèche. La vidange du lac n'a duré quelques jours. Bretz n'avait pas pu observer les énormes rides, car leur taille était tellement importante qu'elles n'apparaissent que vu du ciel, ce qui montre que les observations dépendent toujours d'une certaine échelle. D'après la taille et la forme des rides, on a pu calculer le débit de l'inondation : 2100 m3 par seconde, une crue gigantesque capable de déplacer des blocs de 11 mètres de haut. Or la seule porte de sortie pour l'énorme quantité d'eau libérée est la rivière Clark Fork, qui s'ouvre sur la région des Scablands. A l'issue de la présentation, le silence règne dans la salle, pour faire place bien vite à une véritable salve d'applaudissement. Car toutes les personnes présentes ont compris l'importance de l'exposé. La source des Scablands vient d'être trouvé.

    Une brève histoire des Scablands
    Lors de la dernière période glaciaire au Pléistocène, il y a 12000 à 16000 ans, le lobe de glace d'un énorme glacier continental est stoppé par des montagnes du Montana. Le barrage de glace bloque plusieurs rivières et progressivement, un lac se met en place. Le lac Missoula est née. La hauteur d'eau augmente progressivement, et lorsqu'elle dépasse les 9/10ème de la hauteur du barrage, celui ci va commencer à ... flotter !
    Eh oui, la densité de la glace est plus faible que celle de l'eau liquide. Même si l'idée qui vient immédiatement à l'esprit est celle d'un barrage qui se rompt sous la poussée d'une masse d'eau, c'est une idée fausse. La densité de la glace n'est que de 0,9 contre 1 pour l'eau liquide. Ainsi, dés que la hauteur d'eau dépasse les 9/10ème de la hauteur de la glace, celle ci se met à flotter (faites un essai la prochaine fois que vous prendrez un apéritif !).
    L'eau s'engouffre donc en dessous de la glace, et le barrage finit par se briser complètement. Le phénomène va recommencer tous les 55 à 60 ans sous l'effet des fluctuations du front glaciaire, et certains estiment qu'il s'est reproduit plus de 100 fois. La région des Scablands s'est donc retrouvée engloutie à plusieurs reprises (contrairement à ce que pensait Bretz, qui ne proposait initialement qu'une seule inondation). Le flot d'eau a parcouru 680 km du lac vers la mer, située 1,3 km plus bas.

    La médaille Penrose
    En novembre 1979, à la réunion annuelle de la Geological Society of America, J Harlen Bretz a reçu la médaille Penrose, la plus haute distinction en géologie. Il s'est éteint le 3 février 1981 à l'age de 98 ans. Aujourd'hui, il est devenu l'idole des géologues planétaires, car les phénomènes mis en œuvre pour former le paysage des Scablands sont également intervenu sur d'autres planètes, et en particulier celle qui nous intéresse ici, Mars.

    Comparaison avec Ares Vallis
    La région des Scablands présente des ressemblances troublantes avec des régions martiennes, comme celle d'Ares Vallis. On retrouve des canyons, des îles en forme de larme, des chenaux anastomosés, des vallées suspendues. A chaque fois, les chenaux ont tendance a être droit, sans méandres, ce qui est une caractéristique des inondations catastrophiques. Leur taille suggère que d'énormes quantité d'eau sont rentrées en jeux. Dans les deux cas, l'eau s'est écoulé depuis des régions élevées vers des régions plus basses La principale différence tient au fait que la glace a joué un énorme rôle sur Mars. Elle s'est d'abord brisée en mille morceau sous l'effet des turbulences du fluide en déplacement, puis s'est mélangé avec l'eau. Sa présence a augmenté considérablement le pouvoir érosif du fluide en mouvement. Le mélange glace-eau a agit en effet comme un véritable décapant, emportant sols et roches. Le flot final était donc constitué d'eau, de glace, de débris rocheux et de sols.
    La comparaison à plus petite échelle est difficile, du fait de la faible résolution des images des sondes Viking. Les images de Global Surveyor permettront peut être d'apercevoir des ripples mark, des barres de sable, de gravier, et autres caractéristiques communes aux Scablands. Les géologues aimeraient bien également trouver enfin des marques de dépôts à la fin des chenaux d'écoulement, comme des deltas ou des cônes de déjection.

    La grande inondation
    Il y a 3 milliards d'années, une montée de magma induit un bombement d'une large région. La forte élévation de température au niveau de la surface libère une énorme quantité d'eau qui se rue avec fureur des hauts plateaux vers les plaines plus basses au nord-est. Une flot gigantesque se forme, charriant un mélange de roches, de boues et d'iceberg dévastant tout sur son passage.
    Le chenal creusé mesure 25 kilomètres de large et 1 kilomètre de profondeur. On peut estimer la quantité d'eau transportée par Ares Vallis en notant le volume du matériel enlevé par l'inondation. On estime que le flot a décapé 200 000 km3 de matériel au niveau des zones chaotiques et du lit du chenal. Pour cela, le débit devait être de 10 millions à 1 milliard de m3/s (ça c'est du débit !). Si la hauteur d'eau du flot était de 10 mètres, tout aurait été terminé en 50 jours. Avec une hauteur de 200 mètres, l'inondation aurait durée seulement 9 jours. A titre de comparaison, rappelons le débit de l'inondation des Scablands : seulement 10 millions de m3/s. Le débit moyen annuel du fleuve Amazone est de 100 000 m3/s, et en 1993 le Mississippi a atteint un débit maximal de 30 000 m3/s. On le voit, Mars a la folie des grandeurs ! C'est sans doute pour cela que cette planète est fascinante. Elle est petite par la taille, mais tout est gigantesque à sa surface !
    Le flot va parcourir en tout 1800 km, pour se jeter ensuite dans la plaine de Chryse Planitia, 2,5 km plus bas. C'est effectivement dans cette région, entre 45°N et 65°N de latitude, que l'on perd la trace des chenaux. La couronne d'éjecta qui entoure les cratères d'impact suggèrent que le sous sol contient de grande quantité de glace. D'autres signes indiquent une sédimentation intense (fractures polygonales dans le sol, éjecta clairs autour de cratères surimposés à la surface plus noire). L'eau a terminé sa course dans Chryse Planitia, nous en sommes sur, mais après ? Qu'est-elle devenue ?

    Le destin de l'eau
    L'eau s'est peut être immédiatement sublimée, ou elle a disparu de la surface à la faveur de fractures du sol martien. Des lacs de retenue ont pu éventuellement apparaître à l'air libre. A cause de la faible pression atmosphérique et des températures basses, les lacs ne pouvaient pas se maintenir longtemps à l'air libre. La surface a du immédiatement prendre en glace, et l'eau située juste en dessous a pu rester à l'état liquide. La glace a joué le rôle d'isolant, retardant la prise en glace de l'eau et maintenant une pression suffisante pour que celle ci reste liquide. La taille et la profondeur des lacs a été déterminé par plusieurs facteurs, comme la rapidité de sublimation de la glace en surface et le taux d'infiltration de l'eau dans le sous sol. Si la carapace de glace qui recouvrait les lacs a été balayée continuellement par les vents et maintenue propre, la glace s'est petit à petit sublimée. Les vastes tempêtes de poussières qui frappent la planète, la charge importante des flots en sédiments et les dépôts que l'on observe aux pôles laissent penser que la glace n'a pas du rester bien longtemps propre. Si elle a été ensevelie sous des tonnes de débris et de sédiments, elle a pu survivre, ainsi que l'eau situé juste en dessous d'elle. Peut être que ces lacs d'un autre âge existent encore à l'heure actuelle.
    Chryse Planitia pose cependant un gros problème : on n'y trouve aucun signe de delta ou de dépôt massif d'alluvion. Bien au contraire, la région est uniformément plate. La gravité martienne est plus faible que la gravité terrestre (4/10ème), et cela modifie peut être fortement les conditions de sédimentation. L'eau a pu garder ses sédiments de toutes tailles en suspension pendant une longue période, et ceux ci ont finit par se déposer de manière uniforme sur toute la surface du bassin, sans former de delta.
    De même, nous ne savons pas avec certitude pourquoi l'eau a brusquement quitté le sous sol au niveau des zones chaotiques. Enfin, rien ne prouve à 100 % que de l'eau liquide est intervenue. Les chenaux ont pu être creusé par de la lave, des torrents de boue ou de la glace. Certains pensent que le vent seul a pu intervenir et donner naissance à ce que l'on observe sur les clichés.

    Les terrains chaotiques
    Nous avons vu que la région des Scablands présente de nombreuses analogies avec Ares Vallis, à une exception près : Ares Vallis prend sa source dans des terrains chaotiques qui n'existent pas sur Terre.
    Les terrains chaotiques sont surtout concentrés entre Valles Marineris et Chryse Planitia. Une région chaotique peut apparaître pour plusieurs raisons, mais à chaque fois il faut faire intervenir le retrait d'un matériel quelconque. Il peut s'agir du départ d'eau, de glace ou de magma au niveau du sol. La fusion d'une grande quantité de glace serait due à des phénomènes volcaniques ou à l'impact de grosses météorites.
    La rupture d'un aquifère peut également être envisagé. Donnons un exemple. Sous l'influence de l'activité volcanique du dôme de Tharsis, de l'eau percole dans le sous sol, quittant les pentes est de Tharsis pour aller s'accumuler bien plus loin, dans une poche souterraine fermée par une carapace de glace. Petit à petit, l'aquifère se remplit, et la pression augmente au sein de l'aquifère. Si la calotte glacé qui confine l'aquifère se rompt, l'eau est brutalement libérée.
    Le retrait provoque une perte de support de la surface martienne. Celle ci s'effondre sous son propre poids et les zones chaotiques apparaissent. Il reste à la surface de Mars des étendues parsemées de blocs de croûte aux contours irréguliers. Notons que ces motifs se rencontrent également dans des zones soumises à des forces d'extension (la croûte est étirée de deux côtés à la fois et des blocs se séparent finalement en présentant des formes géométriques).
    Certains chercheurs pensent cependant que les zones chaotiques sont bien trop petites pour avoir libérer la quantité d'eau nécessaire pour éroder et remplir les chenaux d'inondations.

    Les réseaux de vallées
    Les réseaux de vallées sont présents presque partout à la surface de Mars et ils sont la plupart du temps situés sur des vieux terrains. On peut distinguer deux types de réseau : des réseaux longs, sinueux, avec peu d'affluents (Nirgal Vallis) et des réseaux petits, complexes avec de nombreux affluents. Les réseaux de vallées ressemblent au premier abord aux vallées terrestres. Cependant, et contrairement aux vallées terrestres, nous n'avons pas encore observé de lits de rivières au fond des vallées martiennes. De plus, les réseaux de vallées sur Mars ne sont jamais aussi denses que leur contrepartie terrestre.
    Ces éléments indiquent que les vallées martiennes n'ont pas uniquement été formées sous l'action d'un cours d'eau. Les formes observées sur Mars pourraient également s'expliquer par un sapement de terrains (affaiblissement du sol par des eaux souterraines ou liquéfaction de la glace du sous sol et effondrement d'une partie du terrain). Des processus similaires ont eu lieu sur Terre (au Colorado par exemple). Le sapement permet en fait d'expliquer correctement les réseaux longs et sinueux. Quant aux réseaux plus complexes, ils ont sans doute une double origine : creusement de la vallée sous l'action d'un cours d'eau puis sapement du terrain.

    Conclusion
    On le voit, de nombreuses formes d'érosions pourraient s'expliquer par le ruissellement d'eau, celle ci provenant de pluies, de lacs ou d'un océan (Oceanus Borealis). Mais il reste un point important à éclaircir, que nous avons juste évoqué : qu'est devenue toute cette eau ?

    Pour en savoir plus :
    http://www.nirgal.net/glace.html


    Vidéos relatives aux Scablands :
    http://www.wladbladi.com/forum/documentaires/66853-inondation-geante.html
     

Partager cette page