Une technique révolutionnaire permettant de comprendre avec précision l’impact de la pluie sur les montagnes a permis de résoudre une énigme scientifique de longue date. (Image : pixabay / CC0 1.0)
L’effet dramatique des précipitations sur l’évolution des paysages montagneux est largement débattu parmi les géologues. De nouvelles recherches menées par l’université de Bristol et publiées dans Science Advances affichent clairement l’impact de la pluie, nous permettant de mieux comprendre comment les pics et les vallées se sont développés au cours de millions d’années.
Terrain escarpé du Grand Himalaya, au centre du Bhoutan. (Image : Professor Kelin Whipple)
Les conclusions, qui se sont concentrées sur la plus haute chaîne de montagne - l’Himalaya - ouvrent également la voie aux prévisions quand à l'impact possible du changement climatique sur les paysages et, par conséquent, sur la vie humaine. L’auteur principal, le Dr Byron Adams, membre de la Royal Society Dorothy Hodgkin Fellow à l’Institut Cabot pour l’environnement de l’université, a déclaré : « Il peut sembler logique qu’une plus grande quantité de pluie puisse façonner les montagnes en réduisant progressivement le flux des rivières pour faire place aux roches. Mais les scientifiques pensent également que la pluie peut éroder un paysage assez rapidement pour essentiellement " aspirer " les roches de la Terre, ce qui a pour effet de faire monter les montagnes très rapidement.»
« Ces deux théories ont été débattues pendant des décennies car les mesures nécessaires pour les prouver sont si étroitement liées. C’est ce qui fait de cette découverte une percée si excitante, car elle soutient fortement la notion que les processus atmosphériques et terrestres solides sont intimement liés » a-t-il ajouté.
Bien que les modèles scientifiques visant à expliquer le fonctionnement de la Terre ne manquent pas, le plus grand défi consiste à réaliser davantage d’observations fiables et de tester celles qui sont les plus précises. L’étude a été réalisée dans le centre et l’est de l’Himalaya, au Bhoutan et au Népal, car cette région du monde est devenue l’un des paysages les plus échantillonnés pour les études sur le taux d’érosion.
Recherches en amont dans un affluent du Wang Chu, au sud-ouest du Bhoutan. (Image : Dr. Byron Adams)
Le Dr Adams, ainsi que des collaborateurs de l’Université d’État de l’Arizona (ASU) et de l’Université d’État de Louisiane, ont utilisé des horloges cosmiques à l’intérieur de grains de sable pour mesurer la vitesse à laquelle les rivières érodent les roches qui se trouvent en dessous. Le Dr. Adams a déclaré : « Lorsqu’une particule cosmique provenant de l’espace atteint la Terre, il est probable qu’elle heurte les grains de sable sur les pentes des collines alors qu’ils sont transportés vers les rivières. Lorsque cela se produit, certains atomes à l’intérieur de chaque grain de sable peuvent se transformer en un élément rare. En comptant combien d’atomes de cet élément sont présents dans un sac de sable, nous pouvons calculer depuis combien de temps le sable est là, et donc à quelle vitesse le paysage s’érode ».
« Une fois que nous avons les taux d’érosion de toute la chaîne de montagnes, nous pouvons les comparer aux variations de la pente des rivières et des précipitations. Cependant, une telle comparaison pose beaucoup de problèmes car chaque donnée est très difficile à produire et l’interprétation statistique de toutes les données ensemble est compliquée » a-t-il indiqué.
Le Dr. Adams a surmonté ce défi en combinant des techniques de régression avec des modèles numériques de l’érosion des rivières. Il a expliqué : « Nous avons testé une grande variété de modèles numériques pour reproduire le schéma du taux d’érosion observé au Bhoutan et au Népal. En fin de compte, un seul modèle a pu prédire avec précision les taux d’érosion mesurés. Ce modèle nous permet pour la première fois de quantifier les façons dont les précipitations affectent les taux d’érosion dans un terrain accidenté ».
Le professeur Kelin Whipple, collaborateur de recherche et professeur de géologie à l’ASU, a déclaré : « Nos résultats montrent à quel point il est essentiel de tenir compte des précipitations lors de l’évaluation des modèles d’activité tectonique en utilisant la topographie. Ils constituent également une étape essentielle pour déterminer dans quelle mesure le taux de glissement des failles tectoniques peut être contrôlé par l’érosion de surface due au climat ».
Les résultats de l’étude ont également des implications importantes dans la gestion de l’utilisation des terres, l’entretien des infrastructures et les risques pour l’Himalaya. Dans l’Himalaya, il existe un risque permanent que des taux d’érosion élevés augmentent considérablement la sédimentation derrière les barrages, mettant en péril des projets hydroélectriques essentiels.
Le monastère Dzong Ta surplombant la vallée de Paro, dans l'ouest du Bhoutan. (Image : Dr. Byron Adams)
Les résultats suggèrent également que des précipitations plus importantes peuvent miner les pentes des collines, augmentant le risque de coulées de débris, ou de glissements de terrain, dont certains peuvent être suffisamment importants pour endiguer la rivière, créant ainsi un nouveau danger - les inondations par débordement de lac. Le Dr Adams a ajouté : « Nos données et analyses constituent un outil efficace pour estimer les schémas d’érosion dans les paysages montagneux tels que l’Himalaya, et peuvent ainsi fournir des informations précieuses sur les dangers qui pourraient affecter les centaines de millions de personnes vivant à l’intérieur et au pied de ces montagnes ».
La recherche a été financée par la Royal Society, le Natural Environmental Research Council (NERC) du Royaume-Uni et la National Science Foundation (NSF) des États-Unis. S’appuyant sur ces recherches, le Dr Adams étudie actuellement la manière dont les paysages réagissent après de grandes éruptions volcaniques. Il a déclaré : « Cette nouvelle frontière de la modélisation de l’évolution des paysages jette également un nouvel éclairage sur les processus volcaniques. Grâce à nos techniques de pointe pour mesurer les taux d’érosion et les propriétés des roches, nous serons en mesure de mieux comprendre comment les rivières et les volcans se sont mutuellement influencés dans le passé. Cela nous permettra d’anticiper plus précisément ce qui risque de se produire après de futures éruptions volcaniques et de gérer les conséquences pour les communautés vivant à proximité ».
Rédacteur Fetty Adler
Fourni par : Université de Bristol (Note : le contenu et la longueur des documents peuvent être modifiés).
Soutenez notre média par un don ! Dès 1€ via Paypal ou carte bancaire.
