Pourquoi l’Amazone recule

Il y a des millions d’années, les rivières qui coulaient vers l’ouest à travers ce qui est maintenant le nord du Brésil ont inversé leur cours pour se diriger vers l’Atlantique, et la puissante Amazone est née. Une étude précédente a suggéré que la surface a été déclenchée par des changements progressifs dans l’écoulement de la roche chaude et visqueuse profondément sous le continent sud-américain. Mais de nouveaux modèles informatiques suggèrent que le demi-tour résulte de processus géologiques plus familiers se déroulant à la surface de la Terre — en particulier, l’érosion persistante, le mouvement et le dépôt de sédiments s’usant des Andes en croissance.

Les Andes se trouvent juste à l’intérieur des terres de la côte ouest de l’Amérique du Sud. La partie centrale de cette chaîne de montagnes a commencé à croître il y a environ 65 millions d’années, et les Andes du nord ont commencé à s’élever quelques millions d’années plus tard, explique Victor Sacek, géophysicien à l’Université de São Paulo au Brésil. Pourtant, des études sur le terrain suggèrent que le fleuve Amazone, qui transporte aujourd’hui de l’eau chargée de sédiments des Andes à travers le continent jusqu’à l’océan Atlantique, n’existait sous sa forme actuelle qu’il y a environ 10 millions d’années. Auparavant, les précipitations sur une grande partie de ce qui est maintenant le bassin de l’Amazone s’écoulaient vers l’ouest en lacs massifs qui se formaient le long de la bordure orientale des Andes, puis coulaient vers le nord via des rivières dans les Caraïbes. Les processus géologiques qui ont fait passer les anciens modèles de drainage à leurs configurations modernes ont été vivement débattus.

Les lacs à l’est des Andes se sont formés dans un long creux créé lorsque le poids immense de cette chaîne de montagnes en croissance a pressé la croûte terrestre vers le bas, explique Sacek. Mais pour une raison quelconque, le terrain sous le creux a lentement gagné en altitude au cours de millions d’années, et ces lacs ont progressivement cédé la place à une région de zones humides à longue durée de vie couvrant une superficie de la taille de l’Égypte ou plus. Plus tard, après que le paysage s’est encore accru, les zones humides ont complètement disparu. Auparavant, les scientifiques ont proposé que les changements dans la circulation de la matière fondue dans le manteau terrestre — la matière à écoulement lent qui se trouve entre le noyau de notre planète et sa croûte – poussaient le terrain à l’est des Andes vers le haut, modifiant ainsi les schémas de drainage.

Mais de nouvelles recherches attribuent le blâme à quelque chose de plus banal: l’érosion. Sacek a développé un modèle informatique qui inclut les interactions entre la croissance des Andes, la flexion de la croûte terrestre dans la région et le climat. (Par exemple, à mesure que les montagnes s’élèvent, elles interceptent un flux d’air plus humide et reçoivent plus de précipitations, ce qui augmente le taux d’érosion.) Le modèle simule l’évolution du terrain sud—américain au cours des 40 derniers millions d’années – une période qui a commencé après la naissance des Andes centrales mais avant que le flanc oriental de ces montagnes ne commence à s’élever, note Sacek.

Les résultats de la simulation reproduisent une grande partie des preuves visibles dans le dossier géologique, rapporte Sacek en ligne avant l’impression dans Earth and Planetary Science Letters. Initialement, les lacs se forment à l’est des Andes parce que les montagnes pressent la croûte terrestre vers le bas pour former un creux plus rapidement que les sédiments ne peuvent le remplir. Ensuite, l’enfoncement du terrain ralentit, et l’accumulation de sédiments se déversant au large des Andes rattrape, remplissant progressivement les lacs et construisant le paysage plus haut. Finalement, le terrain juste à l’est de la chaîne de montagnes devient plus élevé que celui du royaume oriental du bassin amazonien, un changement qui fournit une pente descendante s’étendant des Andes à l’Atlantique à partir d’il y a environ 10 millions d’années.

” L’érosion et la sédimentation sont des forces puissantes “, explique Jean Braun, géophysicien à l’Université Joseph Fourier de Grenoble, en France. Le modèle de Sacek montre que ces processus expliquent les données géologiques observées dans le nord de l’Amérique du Sud, “et ils le font au bon moment”, ajoute-t-il. Ils suggèrent également que la quantité de sédiments transportés à l’embouchure de l’Amazone chaque année, puis déversés au large des côtes, devrait augmenter au fil du temps — ce que l’on voit en fait dans les carottes de sédiments forées dans cette zone. “C’est une belle prédiction du modèle”, explique Braun.

Le taux d’accumulation de sédiments qui augmente progressivement provient peut-être du long temps nécessaire pour que le matériau se fraie un chemin à travers le continent, soit déversé à un endroit puis remobilisé par l’érosion plus tard, explique Carina Hoorn, géologue à l’Université d’Amsterdam. Ou, suggère-t-elle, l’augmentation pourrait provenir d’un regain géologiquement récent de l’érosion dans les Andes déclenché par une série d’âges glaciaires qui ont commencé il y a environ 2,4 millions d’années.

Une chose que le modèle de Sacek ne fait pas un bon travail de prédiction, admet-il, est la taille, la forme et la persistance de la vaste zone de zones humides qui s’est formée dans ce qui est maintenant le bassin central de l’Amazone il y a entre 10,5 millions et 16 millions d’années. Mais il est possible, note-t-il, que les changements dans la circulation du manteau sous la région aient joué un rôle mineur dans l’évolution du terrain. Sacek tentera d’intégrer de tels processus dans les futures versions de sa simulation de terrain, pour voir s’ils expliquent mieux comment le paysage a évolué.

De tels changements dans l’écoulement du manteau sont “difficiles à quantifier et encore plus difficiles à discerner”, explique Braun. Mais en combinant les effets modestes de tels changements avec ceux déclenchés par des processus de surface tels que l’érosion, “vous pourriez vous retrouver avec quelque chose qui fonctionne.”