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Un cycle orogénique décrit la succession d'événements tectoniques qui mène à la formation d'une chaîne de montagnes puis à sa disparition. Cette notion est souvent rattachée au cycle de Wilson, qui décrit les cycles tectoniques à l'échelle des supercontinents.
Le cycle orogénique se situe à une plus petite échelle de temps et de lieu puisqu'il s'intéresse spécifiquement aux orogènes, c'est-à-dire à la formation et à l'évolution des différentes chaînes de montagnes. On parlera ainsi de cycle orogénique varisque, ou de cycle orogénique alpin, himalayen, etc. L'histoire terrestre est donc jalonnée d'une multitude de cycles orogéniques, qui se sont succédé au cours du temps en fonction des mouvements des plaques tectoniques. Si chaque cycle orogénique présente une spécificité, on peut toutefois les découper en trois grandes étapes.
Première étape du cycle orogénique : ouverture d’un bassin et dépôt de sédiments
La première correspond à une période de sédimentationsédimentation au sein d'un bassin en extension. La déchirure continentale et l’ouverture d’un nouvel océan entraînent la formation d'un bassin dans lequel vont se déposer d'énormes quantités de sédiments issus de l'érosion des surfaces continentales. Par accumulation, ces sédiments vont se lithifier, c'est-à-dire se transformer en roches sédimentaires (processus de diagenèse). Mais la Terre étant une sphère, toute ouverture d'un côté entraîne une fermeture ailleurs. Ainsi, chaque bassin sédimentaire finit par se refermer dans une phase de convergence des plaques tectoniquesplaques tectoniques.
Deuxième étape du cycle orogénique : collision et surrection d’une chaîne de montagnes
La deuxième étape du cycle orogénique correspond donc à la surrection d'une chaîne de montagnes. On parle d'orogenèseorogenèse. Sous l'effet des forces compressives, le bassin sédimentairebassin sédimentaire va se refermer, entraînant toute une série de déformations au sein des roches sédimentaires qu'il contient. Plissements, chevauchements, charriages vont ainsi mener à la création d'un relief. Cette étape explique pourquoi l'on retrouve des roches sédimentaires océaniques et des fossilesfossiles d'animaux marins sur les sommets des montagnes. La surrection des montagnes va cependant être concurrencée par un autre phénomène, l'érosion, qui tend à aplanir les reliefs sous l'action de la pluie, des rivières, de ventsvents, des variations de températures...
Troisième étape du cycle orogénique : l’érosion des reliefs et la pénéplanation
Les réarrangements des mouvementsmouvements des plaques vont finir par entraîner l'arrêt de la surrection de la chaîne de montagnes. Les reliefs vont alors être soumis entièrement aux forces érosives et d'altération qui vont peu à peu « raboter » les sommets. C'est la troisième étape du cycle orogénique, que l'on appelle pénéplanation.
Dans un premier temps, la remontée isostatique de la racine orogénique va compenser quelque peu ce mécanisme d'érosion, en faisant remonter les roches profondes, jusqu'à ce que le relief soit totalement érodé et que la croûtecroûte ait retrouvé son équilibre isostatique. La chaîne de montagne a alors disparu. À la place, on trouve une pénéplaine.
En fonction du contexte tectonique, cette pénéplaine va alors pouvoir subir une nouvelle phase d'extension, voire d'ouverture continentale. Un nouveau cycle orogénique commence alors.
