Les Andes s’élargissent, mais pourquoi?

Pourquoi et comment le glissement d’une plaque océanique (Nazca) sous une plaque continentale (Amérique du Sud) peut-il conduire à la formation d’une chaîne de montagnes parmi les plus hautes du globe, les Andes en l’occurrence, alors qu’ailleurs dans le monde ce phénomène dit de subduction n’entraîne aucun soulèvement de la plaque continentale ? C’est la question à laquelle Joseph Martinod, géologue, enseignant-chercheur à l’Institut des Sciences de la Terre (ISTerre) à l’Université Savoie Mont Blanc (USMB), et ses proches collègues, Mélanie Gérault, chercheuse au Massachusetts Institut of Technology (MIT), Laurent Husson, chercheur CNRS à l’ISTerre à l’Université Grenoble Alpes, et Vincent Regard, enseignant-chercheur au laboratoire Géosciences Environnement Toulouse (GET) à l’université de Toulouse 3 Paul Sabatier (UPS), apportent une possible réponse dans un article consacré à l’élargissement et au soulèvement de la Cordillère des Andes publié en mars 2020 dans la revue scientifique Earth-Science Reviews.

Les Andes sont une chaîne de montagne longue, qui prend des formes variées du nord au sud. La partie centrale se distingue par sa grande largeur qui s’exprime par la présence de deux prismes orogéniques distincts (Cordillères Orientale et Occidentale), avec un altiplano entre les deux. Afin de comprendre la mise en place des deux cordillères, les collaborateurs ont entrepris une révision exhaustive des publications scientifiques sur ces objets.

En particulier, nous nous sommes intéressés à la Cordillère Orientale, qui se met en place lors de l’aplanissement de la subduction sous les Andes. Un épisode de subduction horizontale est, en effet, attesté par le volcanisme et viendrait expliquer le changement dans la dynamique de la croissance des Andes.

Vincent Regard (GET-LOA)
Évolution des Andes Centrales. (a) Jurassique et Crétacé inférieur, subduction normale ; (b) Crétacé supérieur : début du raccourcissement continental, entraînant la croissance de la Cordillère occidentale au-dessus d’un plan de subduction de faible pendage ; (c) le raccourcissement continental entraîne la croissance d’un prisme orogénique ; (d) Éocène supérieur : apparition d’une subduction plane. Un nouveau prisme orogénique apparaît dans la Cordillère Orientale ; (e) Pliocène : le plan de subduction est revenu à un pendage normal. La racine crustale chaude, hydratée et épaissie de la chaîne a facilité le fluage profond de la croute qui a permis une partie du soulèvement de l’Altiplano. La topographie du plateau s’oppose au raccourcissement, qui est transféré à l’est du plateau dans la zone subandine. RF marque la position du bassin d’avant-pays (retro) et les flèches entre les images successives montrent sa migration vers l’est.

Grace à une analyse thermomécanique couplés à l’utilisation de modèles numériques, nous prouvons qu’une subduction plane peut créer une nouvelle zone de déformation et la formation d’un nouveau prisme d’accrétion loin à l’intérieur du continent. Dans le cas des Andes Centrales, une fois initiée à la fin de l’Eocène par la subduction plane, la Cordillère Orientale a continué à se déformer jusqu’à aujourd’hui. Ainsi donc est résolu le mystère de l’élargissement des Andes…

Contact:
Vincent Regard, ER4-LOA, GET, Université Paul Sabatier Toulouse III
Joseph Martinod, ISTerre, U. Savoie Mont-Blanc

Sources :

Martinod, J., Gérault, M., Husson, L., and Regard, V., 2020, Widening of the Andes: An interplay between subduction dynamics and crustal wedge tectonics: Earth-Science Reviews, p. 103170, doi:10.1016/j.earscirev.2020.103170.

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