Des travaux viennent de le démontrer : les perturbations climatiques peuvent agir jusqu'à des centaines de km à l'intérieur du globe terrestre ! Une nouvelle donne qui révolutionne les sciences de la Terre.

Une goutte d'eau peut faire déborder un vase. Elle peut aussi, en agissant sans relâche pendant des millions d'années, déplacer des montagnes et même bloquer des continents. Telle est l'étonnante conclusion des travaux qui boulversent aujourd'hui la géologie. De fait, c'est assez récemment que les spécialistes se sont mis à soupçonner que l'action du climat, à travers la lente mais irrésistible érosion qu'elle entraîne, mais aussi à travers les précipitations et les glaciations, n'avait peut-être pas qu'un impact superficiel. Mais ils étaient loin de se douter que les perturbations climatiques se font ressentir jusque... dans la croûte terrestre (la zone comprise selon les endroits entre 0 et 80 km de profondeur), voire à plusieurs centaines de km dans le manteau de la Terre !
Pour les géologues, cette découverte équivaut à une sorte de seisme scientifique. Et pour cause : cela fait plus d'un siècle que les sciences de la Terre se cassent les dents sur d'éventuelles interactions entre les effets du climat et les phénomène géologiques. Avec pour conséquence que les spécialistes se sont largement ralliés à l'idée que le climat influence principalement la surface.
Premier exemple de ces interactions les pluies jouent sur la fréquence des tremblements de terre ! C'est d'une équipe internationale de sismologues qu'est venue début 2007 l'étonnante conclusion de cinq ans d'écoute du pouls terrestre : il y a, sous l'Himalaya, deux fois plus de séismes l'hiver que l'été. Or, la période de juillet à août est celle des moussons. Y aurait-il un lien entre ce phénomène climatique et les soubresauts de la terre ? Oui. Et plutôt deux fois qu'une.

PLUSIEURS MILLIMÈTRES PAR AN

D'abord, parce qu'après le passage de ces pluies diluviennes, les nappes phréatiques, gorgées à bloc, pèseraient sur la roche sous-jacente, la rendant plus difficile à casser et donc moins sujette aux séismes. Ensuite, comme l'explique Laurent Bollinger, ingénieur de recherche au Laboratoire de détection et de géophysique au CEA de Bruyères-le-Chatel et coauteur de l'étude, parce que "durant tout l'été, l'eau diffuse jusqu'aux failles préexistantes à 10 km de profondeur, de sorte qu'en hiver, elle facilite la génèse des séismes en lubrifiant les failles et en faisant de l'hydrofracturation". L'hydrofracturation ? C'est la capacité de l'eau sous pression à "dégripper" les failles, autrement dit à dégager les aspérités qui les obstruent et, ainsi, à leur permettre de glisser plus aisément. Certes, les sismologues devront encore affiner leurs modèles pour confirmer leurs hypothèses, mais ils sont les premiers à établir sans ambiguïté un lien entre séisme et climat. Avec cette découverte, c'est 150 ans de sciences de la Terre qui trouvent enfin leur achèvement. L'importance des précipitations peut avoir un effet immédiat, c'est désormais démontré. Mais elles peuvent aussi, par le lent grignotage de l'érosion, jouer un rôle bien plus important qu'on ne le pensait dans la formation des reliefs. Jusqu'à récemment, on imaginait que l'érosion jouait les seconds couteaux au niveau des chaînes de montagnes : la tectonique des plaques se chargeait d'élever les roches par collision des continents et des plaques océaniques, et l'érosion y sculptait ensuite les vallées. Cette vision a commencé à se fissurer au cours des années 90 lorsque les premières mesures du phénomène, par datation de couches sédimentaires ou par la méthode dite de thermochronologie, ont livré des valeurs faramineuses : sur les Alpes de l'Ouest, c'est en moyenne 0,5 mm par an de roche qui serait rogné sur toute la surface de la chaîne et qui finirait en sédiments charriés par les fleuves dans le cas de l'Himalaya, on atteindrait même plusieurs millimètres ! Rapporté à l'échelle géologique, un sommet de près de 9000 m comme l'Everest serait donc effacé en seulement une poignée de millions d'années ! Pour les géologues, pas de doute, une telle quantité de matière retirée devait nécessairement avoir des conséquences sur le comportement mécanique de l'ensemble de la chaîne. Oui, mais lesquelles ?

REBOND GLACIAIRE SANS GLACE

On sait maintenant que l'érosion provoque une sorte de "rebond glaciaire", c'est-à-dire une remontée de couches géologiques soulagées du poids des glaciers, mais... sans glace ! Grâce à un modèle mécanique du sous-sol des Alpes, des chercheurs emmenés par Jean-Daniel Champagnac, géophysicienà l'université du Colorado, à Boulder, ont en effet montré que l'érosion allégeait suffisamment ces montagnes pour que le manteau sous-jacent, qui est plus dense, les surélève par simple poussée d'Archimède : la croûte, dont font partie les montagnes, est constituée essentiellement de gneiss, roches "légères", alors que le mantean est formé majoritairement de péridotites, plus denses. D'après le modèle élaboré, le rebond lié à l'érosion aurait, au cours du dernier million d'années, surélevé de pas moins de 500 m le centre de la chaîne alpine, qui concentre les plus hauts sommets, dont le mont Blanc (le taux d'érosion étant d'autant plus important que la pente est forte, ailleurs l'effet des éléments naturels aurait été moindre). Aujourd'hui, le mécanisme continuerait d'agir et remonterait globalement les Alpes au même rythme de 0,5 mm par an (auquel s'ajoute un autre demi millimètre gagné pour des raisons encore inexpliquées, peut-être un vrai rebond glaciaire : l'érosion ne suffit donc pas à annuler la croissance).
Mais l'érosion peut déplacer bien plus que des montagnes : elle peut déplacer des plaques tectoniques entières, ainsi que l'a brillammeut montré Russell Pysklywec, géologue à l'université de Toronto, au Canada. Le chercheur s'est intéressé à la chaîne de montagnes, baptisée les "Alpes du Sud", qui balafre l'île du sud de la Nouvelle-Zélande. En raison des précipitations qui s'abattent sur la région (entre 10 et 15 m d'eau par an, contre 60 cm en moyenne sur la France), le taux d'érosion y est l'un des plus élevés du monde : près de 1 cm de roche enlevée par an ! Or, sur ordinateur, Russell Pysklywec a reproduit, en incluant l'effet de l'érosion, la formation de cette chaîne due à la collision de la plaque tectonique pacifique et de la plaque australienne.
Verdict : au terme de plusieurs millions d'années, l'érosion a modifié l'intégralité de la structure de la racine alpine (la partie enfouie des montagnes). Et le manteau terrestre lui-même a été touché : la partie situé juste sous les montagnes s'est déplacée différemment de ce que prévoyait une simulation informatique qui n'intégrait pas l'érosion ! Comment expliquer ces effets spectaculaires ? En fait, l'érosion créerait une sorte d'appel d'air vers la surface, ce qui aiderait le mécanisme tectonique à remonter les roches des profondeurs cette traction par le haut restructurerait la croûte et le toit du manteau. Certains chercheurs néo-zélandais, tel Tim Stern, professeur de géologie et de géophysique à l'université Victoria de Wellington, ont d'ailleurs repris l'idée pour expliquer le paradoxe qui frappe la Nouvelle-Zélande. De mémoire de Maori (les premiers hommes arrivés il y a 1000 ans environ), aucun tremblement de terre n'a en effet jamais secoué l'île du Sud. Pourtant, compte tenu de l'immense faille, d'ailleurs visible à l'oil nu, qui longe la chaîne, les géologues s'attendraient à ce que le sol soit secoué de séismes au moins de magnitude 8 ! Selon Tim Stern, en remontant des roches chaudes des profondeurs, l'érosion déplacerait simultanément les isothermes de la croûte, les lignes d'égales températures. Résultat, là où sans érosion il faudrait descendre de plusieurs dizaines de kilomètres pour atteindre 400°C, température à laquelle la roche se déforme sans rompre, seulement 10 km seraient nécessaires dans l'île du Sud. Or, c'est précisément à cette profondeur que se trouvent les failles ! Autrement dit, celles-ci sont chauffées par les remontées de roche à une température telle que la roche peut coulisser sans casser, ce qui expliquerait l'absence de séisme. Autant d'indices confirment l'évidence nouvelle : l'érosion lie le sort du climat à celui de l'intérieur de la Terre. Ce qui signifie que le changement climatique en cours aura des répercussion dans les entrailles même de la planète !

L'ÉROSION AGGRAVÉE PAR LE C02

Certes, ces effets n'auront rien d'un cataclysme instantané : s'il y a un effet important, c'est à l'échelle du million d'années !", précise d'emblée Jean Braun, professeur de géodynamique à l'université Rennes-1. Il n'empêche ! L'idée que l'homme, à l'origine du changement en cours, puisse avoir une influence, même minime, même à très long terme, sur les entrailles de la planète n'en donne pas moins le vertige... C'est qu'un changement climatique n'est pas anodin en matière d'érosion. Or, le rapport 2007 du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) prévoit que le réchauffement climatique s'accompagnera d'un renforcement des événements météorologiques extrêmes, en particulier des fortes pluies (la quantité d'eau tombée devrait augmenter globalement de 10 à 20 %). En outre, l'augmentation de la teneur en C02 de l'atmosphère la rend chimiquement plus agressive, donc aggrave encore l'érosion. "À chaque fois que l'atmosphère de la Terre a été plus riche en C02, on a observé une augmentation du nombre de sédiments au fond de la mer, signe d'érosion", confirme Jean Braun. Nul ne sait, à dire vrai, quel sera l'impact du changement des précipitations sur le paysage. Mais même au rythme où les pluies frappent les Alpes néo-zélandaises, il faudra un demi-million d'années pour effacer le mont Blanc du paysage savoyard. À peu près l'àge de l'humanité.

Le cas extrême de Vénus

C'est un réchauffement climatique très important qui aurait bloqué la tectonique des plaques sur la planète.
Immobile aujourd'hui, la surface de Vénus était autrefois animée de mouvements de plaques continentales, dont les actuelles chaînes de montagnes sont des stigmates. Grâce aux cratéres météoritiques qu'on peut dater, les planétologues estiment que la tectonique des plaques vénusienne s'est arrêtée il ya 250 millions d'année. Adrian Lenardic, de l'université Rice, à Houston, aux États-Unis, vient de montrer qu'un réchauffement de l'atmosphère a pu provoquer cet arrêt : il aurait pénétré à l'intérieur de la planète et chauffé les roches profondes, les rendant moins visqueuses et inaptes à entraîner les plaques. Ce réchauffement climatique, dû à un puissant effet de serre, aurait été d'au moins 100°C. Vénus étant la soeur jumelle de la Terre, un gel des mécanismes tectoniques pourrait toucher notre planète à condition que la température s'y élève d'autant ce qui reste (heureusement) assez improbable.