La formation des chaînes de montagnes

1. Qu'est-ce qu'une chaîne de montagnes ?

Une chaîne de montagnes est un ensemble de reliefs élevés, allongés sur des centaines ou des milliers de kilomètres, formés par la déformation et l'empilement de roches. Leur formation s'appelle l'orogenèse (du grec oros, montagne).

Une chaîne se reconnaît à trois grands indices :

• des roches déformées : plis, failles, chevauchements ;
• un épaississement de la croûte : sous les montagnes, la croûte continentale forme une racine profonde (environ 70 km sous l'Himalaya, contre 30 à 35 km sous une plaine) ;
• souvent du métamorphisme et du magmatisme (granites) liés à l'enfouissement et au réchauffement des roches.

2. Les déformations des roches

Les plis. Quand des couches de roches souples sont comprimées, elles se courbent sans se casser : elles forment des plis.

• Un anticlinal est un pli en forme de voûte (bombé vers le haut) : les couches les plus anciennes sont au cœur.
• Un synclinal est un pli en forme de gouttière (creusé vers le bas) : les couches les plus récentes sont au cœur.
• Un pli comprend une charnière (zone de plus forte courbure), deux flancs et un plan axial.
• Selon l'inclinaison du plan axial, un pli est droit, déjeté, déversé ou couché (plan axial presque horizontal). Dans un pli couché, le flanc inférieur est renversé : le principe de superposition ne s'y applique plus.

Les failles. Quand les roches sont rigides, elles se cassent. Une faille est une cassure le long de laquelle les deux blocs se sont déplacés. Le déplacement s'appelle le rejet.

• Faille normale : le bloc situé au-dessus du plan de faille descend ; elle traduit un étirement (extension). On la trouve dans les rifts.
• Faille inverse : le bloc situé au-dessus du plan de faille monte ; elle traduit un raccourcissement (compression). On la trouve dans les chaînes de montagnes.
• Faille de décrochement : les blocs coulissent horizontalement.

Les chevauchements et les nappes. Dans une compression intense, une faille inverse très peu inclinée permet à un grand paquet de roches de glisser par-dessus un autre : c'est un chevauchement. Si le paquet a été déplacé sur des dizaines de kilomètres, loin de sa racine, on parle de nappe de charriage. Des roches plus anciennes se retrouvent alors au-dessus de roches plus récentes.

3. Comment naissent les chaînes de montagnes ?

Les chaînes se forment aux limites convergentes de plaques. On en distingue deux grands types.

a) Les chaînes de subduction (exemple : les Andes). Une plaque océanique, dense, plonge sous une plaque continentale. Le bord du continent est comprimé : ses roches se plissent et se chevauchent, la croûte s'épaissit. La fusion partielle du manteau hydraté produit des magmas andésitiques : de nombreux volcans explosifs se forment, et des granites cristallisent en profondeur. Les séismes y sont nombreux, avec des foyers de plus en plus profonds sous le continent.

b) Les chaînes de collision (exemples : l'Himalaya, les Alpes). L'histoire se déroule en plusieurs étapes :

1. un océan sépare deux continents ;
2. l'océan se ferme par subduction de sa lithosphère océanique ;
3. les deux continents, trop légers pour plonger, entrent en collision ;
4. la croûte continentale se plisse, se découpe en écailles et en nappes qui s'empilent ; elle s'épaissit fortement (racine) ; des roches enfouies subissent le métamorphisme, et la fusion de la croûte donne des granites ;
5. des morceaux de l'ancien océan (roches de fond marin, fossiles marins, parfois des morceaux de lithosphère océanique appelés ophiolites) se retrouvent coincés dans la chaîne.

L'Himalaya est né de la collision entre la plaque indienne et la plaque eurasiatique, commencée il y a environ 50 millions d'années ; elle continue aujourd'hui. C'est pourquoi on trouve des fossiles marins près de ses sommets : ce sont les sédiments de l'ancien océan qui séparait l'Inde de l'Asie.

4. La mort des chaînes : érosion et aplanissement

Dès qu'un relief se forme, l'érosion (géodynamique externe) l'attaque : pluie, gel, rivières, glaciers. En même temps, la racine légère de la chaîne remonte lentement, comme un morceau de bois qu'on a enfoncé dans l'eau et qui remonte quand on le soulage : c'est le réajustement isostatique. Après des dizaines ou des centaines de millions d'années, il ne reste qu'une surface presque plane, une pénéplaine, où affleurent les roches profondes de la chaîne : granites, gneiss, micaschistes, plis serrés.

C'est le cas de l'Afrique de l'Ouest. Son sous-sol conserve les traces de chaînes très anciennes : la chaîne éburnéenne, formée il y a environ 2 milliards d'années, et, sur la bordure ouest du continent, des chaînes plus récentes (environ 600 millions d'années) comme les Rokelides et les Bassarides, dont une partie traverse la Guinée. Ces chaînes ont été rabotées par l'érosion. Les reliefs actuels de la Guinée ne sont donc pas des chaînes jeunes : le Fouta-Djallon est un plateau de grès aux couches presque horizontales, découpé par les rivières ; le mont Nimba et les massifs de Guinée forestière sont des reliefs de roches très anciennes et dures, mis en valeur par l'érosion.