La cordillère de Domeyko s'étend entre la dépression intermédiaire andine et le bassin pré-altiplanique du salar d'Atacama. Dans l'ombre de sa jeune soeur, la cordillère des Andes, elle est trop souvent oubliée des visiteurs de la région. Et pourtant, le long de ses 600 km, elle recèle de merveilles géologiques et illustre à elle-seule tous les processus de l'orogénèse andine.

Profil topographique de la région d'Antofagasta - staobadillaceleste3e.blogspot.com

Profil topographique de la région d'Antofagasta - staobadillaceleste3e.blogspot.com

La cordillère de Domeyko c'est un peu comme un festival de la géologie locale : la programmation est dense, il y en a pour tous les goûts, à tel point qu'on ne sait plus où donner de la tête et que ça n'est pas toujours simple de s'y retrouver.

Pour bien tout comprendre, procédons par étapes et la toute première d'entre elles remonte à l'époque de la formation de la cordillère de la Côte.

 

Il y a environ 200 millions d'années...

Comme nous vous l'expliquions dans notre article dédié à la formation de la cordillère de la Côte (à relire ici) , au moment où la subduction entre la plaque de Nazca et la plaque Sud-américaine est en train de produire ses premiers effets, la zone que nous connaissons aujourd'hui comme le désert d'Atacama est toujours sous les eaux. Au fond de cette mer se déposent des sédiments, des particules d'argile mais également des organismes vivants comme des micro-algues et des animaux marins. Nous appelons cette couche de dépôt Tonel.

docentes.educacion.navarra.es - Formation d'un arc d'îles volcaniques sur une zone de subduction

docentes.educacion.navarra.es - Formation d'un arc d'îles volcaniques sur une zone de subduction

A mesure que les îles volcaniques  émergent, des rivières se forment sur leurs flancs, altérant les roches volcaniques sur leur passage et entrainant avec elles des particules de roche, cette fois-ci plus conséquentes que les particules d'argile. Ces nouveaux dépôts forment une nouvelle couche par dessus Tonel. Cette nouvelle couche nous l'appelons Purilactis.

Pendant ce temps-là, les forces compressives provoquées par la convergence de Nazca et de la plaque sud-américaine vont commencer à soulever les fonds marins et, petit à petit, la dépression qui s'était formée sous la mer entre la Cordillère de la Côte et les terres émergées de la plaque Sud-américaine émerge. 

De nouveaux reliefs se formant au milieu de cette dépression, les rivières vont gagner en puissance et transporter des morceaux de roches de plus en plus gros, formant une nouvelle couche qui viendra se déposer sur Purilactis, il s'agit de Barros Arana.

 

Dépôts sédimentaires de la dépression andine intermédiaire (Infographie : Eldesiertoflorido).

Dépôts sédimentaires de la dépression andine intermédiaire (Infographie : Eldesiertoflorido).

Nous avons vu ce qu'il se passait à la surface de la croûte terrestre pendant la formation de la Cordillère de la Côte mais pour comprendre la cordillère de Domeyko, il nous faut également nous intéresser à la zone de subduction qui elle aussi a évoluée avec le temps.

 

La subduction de type "chilien"

Lorsque que le cordillère de la Côte commence à se former il y a environ 200 millions d'années, la subduction entre la plaque de Nazca et la plaque Sud-américaine est une subduction du type "océan - océan" (type Mariannes). Mais avec l'émergence de l'arc d'îles volcaniques et le soulèvement de la dépression intermédiaire andine, cette zone de subduction s'est transformée en une zone de subduction "océan - continent" et la plaque de Nazca va peu à peu se redresser (type chilien).

Schéma des deux types de subduction (Source : www.cnrs.fr).

Schéma des deux types de subduction (Source : www.cnrs.fr).

Peu à peu le "foyer de fusion" des roches qui était à l'origine de l'arc d'îles volcaniques va se déplacer vers l'Est. Les volcans de la cordillère de la Côte vont s'éteindre et de nouvelles chambres magmatiques vont faire leur apparition dans le sous-sol de la dépression intermédiaire andine.

Ces nouvelles chambres magmatiques auraient pu former des volcans si le magma avait atteint la surface de la croûte terrestre. Or, le magma est bien remonté mais n'est jamais parvenu à l'air libre et n'a fait que pénétrer les couches Tonel et Purilactis.

Le redressement de la zone de subduction étant toujours en cours, le "foyer de fusion" a continué son chemin vers l'est et le magma a fini par se refroidir dans le sous-sol pour former des "plutons", c'est à dire des massifs de roches magmatiques refroidis dans la croûte terrestre.

Intrusion de magma dans les couches sédimentaires les plus anciennes (infographie : Eldesiertoflorido).

Intrusion de magma dans les couches sédimentaires les plus anciennes (infographie : Eldesiertoflorido).

L'histoire aurait pu s'arrêter là, mais c'était sans compter sur les incroyables forces compressives que provoquent la subduction entre Nazca et la plaque Sud-américaine !

 

Il y a 90 millions d'années....

Comprimées par les forces telluriques de la subduction chilienne, les plutons vont peu à peu remonter à la surface et être exhumés, à la manière d'une écharde plantée dans votre doigt que vous pourriez extirper en comprimant votre peau de part et d'autre. Ce processus d'exhumation va durer environ 50 millions d'années et va ainsi former la Cordillère de Domeyko. A titre d'exemple, la montagne Kimal, visible depuis San Pedro d'Atacama, est en realité un reliquat de pluton, érodé par les éléments. 

Ces mêmes forces compressives vont plier la croûte terrestre de la dépression andine formant un gigantesque pli de plus de 10 km de large qui fait afleurer les 3 couches sédimentaires qui s'étaient déposées horizontalement au fil du temps, ainsi que les intrusions de magma qui les avaient pénétrées (dyke).

Pli sinclinal des couches sédimentaires de la dépression intermédiaire andine (infographie : Eldesiertoflorido).

Pli sinclinal des couches sédimentaires de la dépression intermédiaire andine (infographie : Eldesiertoflorido).

Aujourd'hui lorsque l'on se promène dans la cordillère de Domeyko, on peut donc observer : la couche sédimentaire de Tonel qui s'est déposé il y a 200 millions d'années au fond des mers, la couche Purilactis qui s'est formée suite à la naissance de la cordillère de la Côte, et Barros Arana qui est le résultat des puissantes rivières dévalant la toute jeune cordillère de Domeyko et charriant des roches entières. On peut aussi voir les instrusions de magma qui ont traversé ses différentes couches (dykes) ainsi que les chambres magmatiques refoidies qui ont été exhumées par les plissements de terrain (pluton) il y a entre 90 et 40 millions d'années...

Comme annoncé au début de cet article : c'est un festival d'histoire naturelle, de couleurs, de minéraux, qui font de la Cordillère de Domeyko un des endroits à ne pas manquer pour les amoureux de géologie, les amateurs de paysages surprenants et plus généralement tous les curieux avides de comprendre l'orogénèse andine !

Formation Tonel, secteur Vallée d'Arc-en-ciel (Photo : Eldesiertoflorido).

Formation Tonel, secteur Vallée d'Arc-en-ciel (Photo : Eldesiertoflorido).

Secteur Vallée d'Arc-en-ciel (Photo : Eldesiertoflorido).

Secteur Vallée d'Arc-en-ciel (Photo : Eldesiertoflorido).

Secteur Vallée d'Arc-en-ciel (Photo : Eldesiertoflorido).

Secteur Vallée d'Arc-en-ciel (Photo : Eldesiertoflorido).

"Dyke", secteur Vallée d'Arc-en-ciel (Photo et infographie : Eldesiertoflorido).

"Dyke", secteur Vallée d'Arc-en-ciel (Photo et infographie : Eldesiertoflorido).

 

Ignacy Domeyko (1802 - 1889)

Ignacy Domeyko était un géologue Polonais (né dans le grand Duché de Lituanie, aujourd'hui situé en Biélorrussie, mais à l'époque ratachée à la Pologne). Après des études en mathématiques et physique à Vilnius, Domeyko émigre à Paris où il s'inscrit à l'Ecole des Mines, de laquelle il sortira diplômé en 1835. Alors qu'à l'époque son militantisme politique en faveur de l'indépendance de son pays natal lui ferme les portes d'un emploi stable en France, au Chili au contraire, la découverte de ressources minières dans le nord du pays (cuivres et nitrates) pousse les autorités chiliennes à recruter des professionnels étrangers, notamment en France.

Domeyko saisit sa chance et arrive donc le 17 mai 1838 avec en poche un contrat de 6 ans pour exercer comme professeur de chimie et de minéralogie. En quelques années le "collège minier" qu'il a fondé à La Serena devient le centre d'enseignement et de recherches le plus développé du continent. En 1846, Domeyko s'installe à Santiago pour prendre part à une "mission générale de reflexion et de réforme sur l'enseignement universitaire au Chili" et devient le conseiller principal du gouvernement en matière d'exploitation minière et d'enseignement universitaire. Il fut nationalisé chilien en 1948 en remerciement des services rendus à la nation et son nom fut attribué, pêle-mêle, à une localité près de la Serena, à un astéroide, un minéral et , donc, à la chaîne de montagne que nous avons présentée ici...

Portrait de Ignacio Domeyko (Source : www.wikimedia.com)

Portrait de Ignacio Domeyko (Source : www.wikimedia.com)

Tag(s) : #Géologie-géographie

Partager cet article