Les Alpes, une chaîne de montagnes du sud de l'Europe. © Kurt Stuewe, imaggeo.egu.eu
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Comment se sont formées les Alpes ?

Question/RéponseClassé sous :Les Alpes , Géologie , tectonique des plaques
 

Les Alpes représentent une chaîne de montagnes relativement jeune du point de vue géologique. Elles résultent de la convergence et de la collision entre les plaques africaine et européenne. Leur formation est ainsi le fruit de plusieurs étapes tectoniques qui ont mené à l'obtention d'une architecture complexe qui continue d'évoluer à l'heure actuelle.

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Pour comprendre la formation des Alpes il est nécessaire de connaître la situation géodynamique qui l'a précédée.

Première étape : fragmentation de la Pangée et ouverture océanique

Au cours de l'ère Primaire, il y a plus de 220 millions d'années (Ma), la distribution des continents à la surface du globe n'était pas du tout celle que nous connaissons aujourd'hui. Ils étaient alors tous regroupés en un seul supercontinent, connu sous le nom de « Pangée ».

Architecture du supercontinent Pangée, bien avant la formation des Alpes. © Adrignola, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

Sous l'effet des forces tectoniques, ce supercontinent commence à se fragmenter à la fin du Trias (220 Ma). Dans ce contexte global d'extension, plusieurs océans commencent à se former, comme l'océan Atlantique, qui débute son ouverture au cours du Jurassique moyen. Dans l'actuelle région des Alpes se trouvent alors les restes d'une ancienne chaîne de montagnes, la chaîne hercynienne, formée bien plus tôt durant le Carbonifère (plus de 300 Ma), et qui s'est retrouvée totalement délaminée par les contraintes extensives. L'extension qui prévaut au début du Jurassique va ainsi mener au processus de rifting dans cette région et à l'ouverture d'un petit océan, la Téthys alpine, encore appelé océan liguro-piémontais. Un peu plus tard, au Crétacé, un deuxième océan va également commencer à se former dans cette région : il s'agit de l'océan Valaisan, qui délimite le microcontinent briançonnais.

Phase d’extension pré-alpine avec l’ouverture de l’océan de la Téthys alpine (ou liguro-piémontais) entre 165 et 120 Ma. © Christian Nicollet

Les restes de ces océans sont visibles actuellement en de nombreux endroits des Alpes : il s'agit des ophiolites. Ils sont notamment bien préservés au Chenaillet, où les roches ayant constitué le plancher océanique sont encore bien identifiables.

C'est durant cette période d'ouverture océanique que se déposent notamment les sédiments marno-calcaires que l'on retrouve actuellement dans les paysages alpins.

Deuxième étape : histoire compressive et initiation d’une subduction

Cependant, ce régime extensif prend fin localement au Crétacé supérieur (environ 90 Ma). Les contraintes engendrées par l'ouverture de l'Atlantique Nord stoppent l'ouverture de la Téthys alpine et provoquent en même temps un mouvement de rotation de la plaque africaine qui se rapproche alors de l'Europe. Pour accommoder cette phase de compression, une zone de subduction à vergence sud-ouest s'initie dans le petit océan de la Téthys alpine. La plaque européenne commence ainsi à s'enfoncer sous la plaque adriatique, qui est associée à la plaque africaine.

Phase compressive avec initiation d’une subduction, la plaque européenne s’enfonce sous la plaque adriatique et l’océan alpin (P) commence à se refermer. © Christian Nicollet

Au fur et à mesure de l'évolution de la subduction, la Téthys alpine se referme. Des parties entières de la marge européenne, du microcontinent briançonnais et de plancher océanique vont ainsi disparaître dans la fosse de subduction, jusqu'à des profondeurs d'enfouissement de 50 à 100 kilomètres. Les roches ainsi subductées vont subir un processus de métamorphisme de haute pression qui va totalement les transformer. Les schistes lustrés sont un exemple de résultat du processus métamorphique. D'autres séries géologiques vont au contraire être préservées et vont s'accréter sous forme de prisme, sans entrer en subduction. On parle alors de processus d'obduction, grâce auquel les ophiolites alpines sont actuellement observables.

Troisième étape : collision continentale et formation de la chaîne des Alpes

La fermeture totale de la Téthys alpine à l'Oligocène (environ 30 Ma) est suivie par la collision des masses continentales des marges européenne et africaine. C'est l'initiation de cette collision qui marque le début de la formation des Alpes sensu-stricto. La rencontre des deux masses continentales va ainsi engendrer une importante déformation des unités sédimentaires et cristallines (les roches du socle continental) : phénomènes de charriage de nappes, intenses plissements et chevauchements.

Début de la phase de collision, la Téthys alpine s’est entièrement fermée, une partie des roches de l’ancien plancher océanique passe en subduction alors qu’une autre est obductée (ophiolites). Intense déformation avec développement de chevauchements, de plis et de charriages. © Christian Nicollet

Petit à petit, la déformation se propage vers les parties les plus externes du massif en cours de formation, menant au soulèvement d'une série de hauts sommets (mont Blanc, Belledonne...). Cet épisode compressif se poursuit au Miocène supérieur (12 Ma) par la formation des chaînes d'avant-pays que sont le Jura et la nappe de Digne. Plusieurs phases de déformation compressive seront ainsi nécessaires avant d'obtenir l'architecture complexe des Alpes actuelles.

Le mont Blanc fait partie des massifs cristallins externes, les plus hauts sommets des Alpes résultant de la collision entre les plaques européenne et adriatique. © Tofig Rashidov, imaggeo.egu.eu

Histoire actuelle : déformation décrochante et extensive

La géodynamique actuelle des Alpes est désormais dominée non plus par un régime compressif mais par une déformation décrochante (cisaillante) et extensive, en lien avec le mouvement de rotation anti-horaire de la plaque adriatique. Les mouvements verticaux sont quant à eux dominés par les réajustements isostatiques, liés à la fonte des glaciers et aux processus d'érosion.

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