Orogenèse

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Définition écrite

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  • L’orogenèse ou orogénèse est le terme scientifique désignant l'ensemble des mécanismes de formation des montagnes.
  • Processus de formation des reliefs de l'écorce terrestre.
  • Etymologie

(1907) Du grec ancien ὄρος, óros (« colline, montagne ») et genèse. Mot introduit par Émile Haug dans son Traité de Géologie.

  • Variantes

Orogénèse

  • Synonyme(s)

Orogénie

  • Apparentés étymologiques

Orogène Orogénique Anorogénique

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  • À la surface de la Terre, les zones de relief élevé qui forment ce que l'on appelle des « chaînes de montagnes » constituent un trait morphologique de première importance, comparable à celui des dorsales qui sillonnent le fond des océans. Les chaînes de montagnes correspondent donc à un marqueur géologique de premier ordre qui nous renseigne sur le fonctionnement de notre planète.
  • On distingue plusieurs types qui ont à l'origine des chaines de montagnes.

Les chaînes de subduction

La cordillère des Andes, qui longe sur près de 8 000 kilomètres la côte pacifique de l'Amérique du Sud, est l'exemple le plus significatif de chaîne de subduction. L'exemple des Andes centrales La chaîne andine fait partie de la ceinture sismique et volcanique péripacifique appelée « ceinture de feu ». Sous les Andes, la répartition des foyers des séismes montre que ceux-ci se trouvent dans une zone qui, partant de la fosse océanique péruano-chilienne, plonge avec un angle de 10 à 300 sous le continent sud-américain. Cette zone sismique est la manifestation de ce phénomène géodynamique majeur appelé « subduction ». La lithosphère pacifique s'engloutit (on dit qu'elle subducte) à une vitesse de l'ordre de 6 à 10 centimètres par an, en se fracturant, sous le continent sud-américain, dans une partie peu résistante du manteau qu'on appelle l'asthénosphère. Mais il existe également une sismicité superficielle qui indique que la lithosphère andine se déforme aussi activement. Or les Andes sont en grande partie constituées de roches métamorphiques précambriennes (de 2 à 0,6 milliards d'années) et paléozoïques (de 570 à 230 millions d'années) identiques à celles que l'on trouve actuellement dans le continent sud-américain. Cela montre que la chaîne des Andes résulte essentiellement de la déformation de la bordure occidentale du continent sud-américain ; celle-ci s'étend sur 500 à 700 kilomètres d'ouest en est. On distingue les Andes septentrionales et australes d'une part et les Andes centrales d'autre part. Les premières, qui comportent des ophiolites (cf. OPHIOLITES), ont présenté à un moment de leur histoire les caractères d'une chaîne d'obduction (cf. chap. 3). Les Andes centrales représentent, elle, un exemple typique de chaîne de subduction mais ayant la particularité d'avoir une altitude élevée (4 000 à 5 000 m d'altitude moyenne) et une croûte continentale épaisse (60 à 70 km).

Les chaînes d'obduction

Dans certaines circonstances, la croûte océanique ne s'enfonce pas sous le continent mais vient au contraire le chevaucher, d'où le terme d'obduction, qui s'oppose à celui de subduction. En fait, l'obduction est la conséquence du blocage d'une subduction par enfoncement d'un continent sous une plaque océanique sur laquelle s'est installé un arc volcanique . En effet, si un continent est entraîné dans une zone de subduction intra-océanique (et non plus péri-continentale comme dans les chaînes andines), ce continent ne peut, en raison de sa légèreté, s'enfoncer dans le manteau au-delà d'une soixantaine de kilomètres. Au fur et à mesure que la croûte continentale s'enfonce, le fonctionnement de la zone de subduction devient de plus en plus difficile et des contraintes compressives croissantes apparaissent qui finissent par provoquer des déformations de plus en plus importantes dans la croûte continentale qui s'enfonce et dans la croûte océanique sus-jacente. Il se produit finalement un charriage du matériel océanique sur le continent.

Les chaînes de collision

La collision entre deux continents a, nous l'avons vu, été immédiatement précédée soit par une subduction , soit par une obduction . Dans le premier cas, un des continents chevauche l'autre mais il est tout à fait possible qu'aucune roche océanique, trace de l'océan disparu, ne jalonne ce contact mécanique. La frontière entre les deux continents, souvent appelés suture, est alors très discrète ; seules les études paléogéographiques détaillées permettent de la situer. Dans le second cas, un continent chevauche également l'autre mais il existe alors, coincés entre eux, des restes de croûte océanique, mis en place lors de l'obduction. La suture est alors très nette et permet de localiser facilement la limite entre les deux continents initiaux . Dans les deux cas, il se forme des charriages importants, dont les sens de déversement sont toujours les mêmes, c'est-à-dire dans le sens du couple induit par la subduction initiale. L'exemple de la chaîne de l'Himalaya-Tibet L'Himalaya et le Tibet présentent un grand intérêt car ils montrent clairement la succession dans le temps d'une chaîne de subduction proche du type andin, d'une obduction, puis d'une chaîne de collision continentale par fermeture du domaine océanique.


  • Les chaînes intracontinentales

Si dans les chaînes de collision la convergence continue après la mise en place des premiers grands chevauchements, les déformations qui se produisent dans la chaîne finissent par être totalement « continentales » puisque la croûte océanique a disparu. Ces déformations sont progressivement de moins en moins influencées par l'asymétrie mécanique introduite par la subduction initiale. Le style de la déformation va alors se modifier progressivement pour aboutir soit à des structures plus ou moins symétriques dessinant un éventail à l'échelle de l'écorce, soit à une déformation (dite « plane ») caractérisée par le fonctionnement de grands décrochements, soit à une combinaison des deux

  • Les chaînes composites

Nous avons vu qu'avant d'être emboutie par le continent indien, l'Eurasie était bordée au sud par une série de chaînes parallèles d'âge triasique (200 millions d'années), jurassique supérieur-crétacé inférieur (150 à 120 millions d'années) et éocène (50 à 40 millions d'années). Ces chaînes sont d'autant plus vieilles qu'elles occupent une position plus septentrionale. Tout se passe comme si, depuis 200 millions d'années, l'Eurasie grossissait progressivement par accolement de microcontinents d'origine australe, les « lignes » d'accolement correspondant aux limites de ces chaînes. Ainsi l'Himalaya-Tibet est une vaste chaîne de montagnes composite, formée par la juxtaposition de chaînes « élémentaires » d'âges différents et de microcontinents. Ces chaînes « élémentaires » sont elles-mêmes composites ; certaines d'entre-elles au moins résultent en effet de la superposition de subduction, d'obduction et de collision. Enfin, l'ensemble chaînes « élémentaires » et microcontinents a été affecté par une déformation intracontinentale.

Ainsi, pendant quelque 200 millions d'années, un même mécanisme affectant le manteau a fonctionné de façon permanente dans un territoire, surtout océanique, couvrant le quart de la planète. Ce mécanisme a morcelé la bordure d'un continent austral (le Gondwana) et peu à peu a accolé les fragments à un continent septentrional (l'Eurasie). Il est probable que les chaînes asiatiques ne sont pas les seules à s'être formées de la sorte et qu'on retrouve ce mécanisme dans les cordillères nord-américaines. On voit ainsi comment l'étude des chaînes de montagnes permet de saisir certains mécanismes géologiques fonctionnant à l'échelle de notre planète tout entière.

  • Les chaînes anciennes

Nous avons étudié des chaînes ayant moins de 200 millions d'années et qui résultent de mouvements relatifs de plaques connus par l'étude des zones océaniques contemporaines de ces déplacements. Mais, pour l'étude des chaînes anciennes, une telle détermination du mouvement des plaques n'est pas possible car tous les océans actuels ont moins de 200 millions d'années. Il est vrai que le paléomagnétisme des roches peut en partie combler cette lacune, mais les données sont encore peu nombreuses. C'est pourquoi, dans un premier temps, les recherches se concentrent sur les chaînes récentes où les données, plus nombreuses, peuvent permettre de mettre en évidence les mécanismes fondamentaux de la formation des chaînes de montagnes.

  • Les cycles orogéniques

On appelle cycle orogénique le laps de temps pendant lequel se prépare, se développe, s'achève, s'érode une chaîne de montagnes. Sont donc inclus non seulement les temps de déformation, d'orogenèse, mais aussi : les temps de sédimentation, de lithogenèse antérieurs et les temps d'érosion. Parti de la pénéplaine du cycle précédent, chaque cycle retourne à une pénéplaine ; le cycle alpin n'est donc pas terminé.

C'est cette notion de retour au point de départ qu'exprime le mot « cycle » ; cependant, puisqu'il y a création d'un édifice nouveau, même s'il est totalement arasé, le terme n'est pas tout à fait exact ; mais l'habitude a prévalu et l'expression « cycle orogénique » est toujours employée.

On a mis en évidence, au Phanérozoïque (les temps fossilifères, postérieurs au Protérozoïque, de — 540 Ma à l'Actuel), trois cycles successifs (tableau) : le cycle calédonien (de Caledonia, nom romain de l'Écosse), le cycle hercynien ou varisque (de Hercynia Silva, forêt de Germanie au temps de Jules César – le Harz en tire son nom –, habitée par les Varisques), le cycle alpin, enfin. À la différence du cycle alpin, les cycles calédonien et hercynien sont allés jusqu'au terme de leur évolution. Des pénéplaines en ont résulté, qui se sont ennoyées sous les matériaux détritiques dus à l'érosion finale de ces chaînes ; lesquels, en Europe et en Amérique du Nord, eu égard au climat aride qui régnait alors, ont formé respectivement les Vieux Grès rouges dévoniens, et les Nouveaux Grès rouges permiens. Tenant compte de cette évolution jusqu'à son terme, on pourrait dire, comme le fit autrefois Marcel Bertrand, que chaque chaîne – chaque cycle orogénique – comporte, outre ses structures, ses flyschs, ses molasses, ses roches métamorphiques, ses granites, ses volcans, et finit dans sa pénéplaine et ses grès rouges. On s'est même posé la question de glaciations éventuellement liées à l'achèvement d'un cycle orogénique.


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Définition graphique

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  • Collision

  • Subduction

  • Obduction

  • Cycle de Wilson

  • Étapes de collision

  • schémas générale


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- Le temps géologique présente comme obstacle pour l'assimilation de ce phénomène plusieurs n'insiste pas sur ce facteur.


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Pour citer cette page: ([1]) 

ABROUGUI, M & al, 2020. Orogenèse. In Didaquest [en ligne]. <http:www.didaquest.org/wiki/Orogen%C3%A8se>, consulté le 31, octobre, 2024

HUTTON à WEGENER : présentation d’un ouvragerécent, avec commentaire critique François Ellenberger

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