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Comment le Grand Canyon s’est-il formé ?

Crédits : Pixabay / StockSnap

Tout le monde a entendu parler du Grand Canyon, cette formation de 446 km de long et 29 km à son point le plus large, que vous retrouverez au coin nord-ouest de l’Arizona, aux États-Unis. Mais quand et comment le canyon s’est-il formé, exactement ?

Le grand canyon attire du monde : 373 espèces d’oiseaux, 91 espèces de mammifères, 58 espèces de reptiles et d’amphibiens et de poissons – et plus de 5 millions de visiteurs chaque année. Cette fascination aura par ailleurs conduit à des milliers d’études sur ses roches stratifiées et sur ses différents fossiles, marins et terrestres. Les géologues s’accordent à dire que les couches de roches colorées qui forment les parois du canyon datent de plus de 1,8 milliard d’années. Les scientifiques conviennent également que la grande crevasse fut un jour coupée par le courant du fleuve Colorado. Cependant, une question persiste : quand exactement cette érosion s’est-elle produite ?

Le Grand Canyon a radicalement changé au cours de l’histoire de notre planète. Il y a des dizaines de millions d’années s’érigeaient de multiples chaînes de montagnes, finalement épuisées par la pluie, le vent et le gel. Ne reste aujourd’hui qu’un plateau qui a été lentement – mais constamment – sculpté par le courant du fleuve Colorado. Il y a des preuves substantielles que le Grand Canyon s’est formé il y a environ 5 à 6 millions d’années. Une accumulation de gravier, de calcaire et de lave dans la région de Muddy Creek le suggère. L’absence du type de sédiment normalement trouvé dans le fleuve Colorado amène en effet à penser que la région s’est formée avant le passage du fleuve. Si la rivière ne pouvait pas sortir du canyon à cet endroit il y a plus de 5 à 6 millions d’années, cela établit une limite supérieure approximative à l’âge du canyon. Mais les conclusions de quelques études récentes ont commencé à soutenir la théorie selon laquelle le Grand Canyon s’est formé suite à la fusion de deux canyons « ancestraux » plus petits, l’un à l’est et l’autre à l’ouest.

Dans une étude publiée en 2012 dans la revue Science, une équipe de géologues a en effet examiné les concentrations d’hélium dans différents échantillons de roche des extrémités est et ouest du canyon. L’hélium est produit par la désintégration de l’uranium radioactif dans un type de phosphate de calcium appelé apatite, qui recouvre les parois du Grand Canyon. Lorsque l’apatite se rapproche trop de la surface de la Terre, sa température diminue et l’hélium ne peut plus s’échapper de la roche par diffusion. Ainsi, la quantité d’hélium trouvée dans les couches rocheuses offre des indices sur l’histoire de la température de cette roche à l’époque où cette partie du canyon s’est formée. Les chercheurs ont utilisé cette méthode de thermo-chronologie pour déterminer que la partie ouest du Grand Canyon était déjà creusée à moins de 70 % de sa profondeur actuelle il y a 70 millions d’années – soit bien avant les estimations initiales. L’extrémité est de la formation naturelle était quant à elle plus jeune, de l’ordre de 15 à 25 millions d’années.

En utilisant les mêmes techniques de datation, une seconde équipe de chercheurs américains de l’Université du Nouveau-Mexique, à Albuquerque, a obtenu des résultats similaires, déterminant également l’âge de la partie orientale du canyon à 15-25 millions d’années. Ils ont aussi fixé l’âge du côté ouest à entre 50 et 70 millions d’années. Si tel est le cas, alors la sculpture du canyon est antérieure au fleuve Colorado tel que nous le connaissons aujourd’hui. En d’autres termes, le paléo-canyon occidental originel fut probablement creusé par une rivière crétacée à quelques centaines de mètres de sa profondeur actuelle. Le paléo-canyon oriental aurait lui aussi été sculpté mais dans une moindre mesure, avant que le fleuve Colorado ne prenne le relais, fusionnant les deux canyons.

Le travail du Colorado commence il y a 7 millions d’années à la suite d’un soulèvement du plateau vers le nord. L’eau emporta peu à peu les sédiments, se frayant un chemin à travers les deux formations, jusqu’à créer un canyon profond de 1,6 kilomètre.

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