Le Parc national de Canyonlands, la vallée de Betatakin… : reculées et mini-canyons du plateau du Colorado (USA)

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

11/06/2018

Résumé

Reculées entaillant le plateau argilo-gréseux du Colorado et ruines amérindiennes avec gravures rupestres logées dans un immense abri sous roche (ou “alcôve”) montrant des stratifications éoliennes.


Figure 1. Vue globale sur des reculées entaillant la rive gauche de la Green River (affluent du Colorado), Green River Overlook , Parc national de Canyonlands, Utah (USA)

Si la Green River coule en permanence, les reculées sont creusées par des ruisseaux temporaires qui ne coulent que lors des rares pluies. Le sommet du plateau qui affleure sur tout le premier plan de la photo (altitude d'environ 1400 m) est constitué d'un grès très résistant à l'érosion, surmontant des couches argilo-gréseuses beaucoup plus érodables. À chaque gros orage, les couches “tendres” sont érodées, sapées, ce qui a tendance à mettre en surplomb la couche supérieure résistante. Quand le surplomb devient trop important, sur les flancs mais surtout au fond de la reculée, des pans de la couche de grès supérieur s'éboulent en profitant de diaclases, ce qui fait que la falaise reste verticale. La falaise au fond amont de la vallée recule beaucoup (d'où le nom de cette morphologie) alors que les falaises latérales ne reculent que peu. La reculée s'allonge beaucoup, et s'élargit un peu.

Localisation par fichier kmz du Green River Overlook.


Figure 2. Vue de détail sur des reculées entaillant la rive gauche de la Green River (affluent du Colorado), Green River Overlook , Parc national de Canyonlands, Utah (USA)

Si la Green River coule en permanence, les reculées sont creusées par des ruisseaux temporaires qui ne coulent que lors des rares pluies. Le sommet du plateau qui affleure sur tout le premier plan de la photo (altitude d'environ 1400 m) est constitué d'un grès très résistant à l'érosion, surmontant des couches argilo-gréseuses beaucoup plus érodables. À chaque gros orage, les couches “tendres” sont érodées, sapées, ce qui a tendance à mettre en surplomb la couche supérieure résistante. Quand le surplomb devient trop important, sur les flancs mais surtout au fond de la reculée, des pans de la couche de grès supérieur s'éboulent en profitant de diaclases, ce qui fait que la falaise reste verticale. La falaise au fond amont de la vallée recule beaucoup (d'où le nom de cette morphologie) alors que les falaises latérales ne reculent que peu. La reculée s'allonge beaucoup, et s'élargit un peu.

Localisation par fichier kmz du Green River Overlook.


Le plateau du Colorado est une région géologique assez exceptionnelle dans le monde. Il s'agit d'un plateau sans grand relief (hormis les canyons qui l'entaillent) qui couvre une surface d'environ 300 000 km2, à une altitude comprise entre 1500 et 3000 m. Il est constitué d'un empilement de roches sédimentaires tabulaires d'âge allant du Cambrien à l'Éocène, et reposant sur un substratum protérozoïque. Ces sédiments phanérozoïques sont soit marins, soit continentaux (fluviatiles et éoliens). À part quelques failles et quelques flexures et ondulations à grand rayon de courbure, ce plateau a subi peu de déformations tectoniques depuis 550 Ma, contrairement aux régions qui l'entourent ( Rocky Mountains , Basins and Ranges …). Tout ce qui constitue maintenant le plateau du Colorado a subi une surrection “en bloc” (presque sans déformation), surrection de 2000 à 3000 m, qui a débuté il y a environ 30 Ma, a été maximale de −20 à −6 Ma, et durerait encore. La chronologie des différents stades de cette surrection et son origine sont encore l'objet d'études et de débats. Parallèlement à cette surrection se développe un volcanisme ponctuel important, dont les âges s'échelonnent de −30 Ma à +1065 ans (cf. Coulées de laves anciennes de type aa (en gratons) : Arizona, Canaries, Islande et Chaîne des Puys ). Avant sa surrection, ce qui est maintenant le plateau du Colorado était une plaine basse, parcourue de nombreuses rivières, dont celle qu'on appelle maintenant le Colorado et ses nombreux affluents ( Green River ...). La surrection du plateau entraina une reprise d'érosion de ces rivières qui s'enfoncèrent sur place en créant des canyons, dont le plus célèbre est le Grand canyon du Colorado. La pile sédimentaire du plateau du Colorado étant faite d'alternances de roches dures et tendres, tabulaires et presque horizontales, la surrection (parfois accompagnées de légers basculements ou d'ondulations à grand rayon de courbure) et l'érosion ont engendré cuestas, buttes témoins… Les cuestas et les bords des canyons majeurs sont entaillés de reculées (cf. Les reculées du Jura ) et de canyons secondaires… qui s'ajoutent aux canyons majeurs pour faire la beauté des paysages des états de l'Arizona, de l'Utah (cf. Bryce Canyon (Utah, USA), un musée des formes d'érosion torrentielle dans des argiles gréseuses plus ou moins indurées ), du Colorado et du Nouveau Mexique.

Nous allons voir deux secteurs de ce plateau du Colorado où abondent ces reculées, qui, contrairement à celles du Jura creusées dans des alternances marno-calcaires, sont majoritairement creusées dans des alternances argilo-gréseuses : (1) les reculées du Canyonlands National Park dans l'Utah, creusées dans des terrains permo-triasiques, et (2) les reculées du Navajo National Monument dans l'Arizona, dont celle de Betatakin, creusée dans des terrains jurassiques inférieurs et célèbre pour ses ruines amérindiennes datant du XIIIème siècle.

Figure 3. Autre reculée du Parc national de Canyonlands, vue depuis Grand View Point Road

Localisation par fichier kmz du Grand View Point Road.


Figure 4. Autre reculée du Parc national de Canyonlands, vue depuis Grand View Point Road

Localisation par fichier kmz du Grand View Point Road.


Figure 5. Vue aérienne en direction de l'Est des reculées des figures 1 et 2 dans le Parc national de Canyonlands (Utah)

Cette photo permet de comparer le relief du Parc national de Canyonlands avec celui de la vallée de Betatakin dans le Monument national Navajo (figure suivante).

Localisation par fichier kmz du Green River Overlook.


Figure 6. Vue aérienne des reculées du secteur de la vallée de Betatakin dans le Monument national Navajo (Arizona)

La morphologie de ce secteur est identique à ce que montre la figure précédente. Il n'y a qu'une différence majeure : le couvert végétal, quasi-absent ou très clairsemé dans le Parc national de Canyonlands, est plus fourni dans le secteur de Betatakin. La punaise jaune localise les ruines amérindiennes des figures 9 à 17.

Localisation par fichier kmz de Betatakin.


Figure 7. Vue sur la vallée de Betatakin qui entaille un secteur le plateau du Colorado (Arizona)

La surface du plateau a une altitude d'environ 2200 m ; le fond de la vallée est à 2000 m. La couche de grès qui forme les parois de la vallée est assez homogène vis-à-vis de l'érosion et forme une falaise unique, sans “marches d'escalier”. Ces grès, les Navajo sandstones , sont datés du Jurassique inférieur.


Figure 8. Vue de la reculée de Betatakin depuis sa terminaison amont

La couche de grès qui forme les parois de la vallée est assez homogène vis-à-vis de l'érosion et forme une falaise unique, sans “marches d'escalier”. On devine quand même la stratification globalement horizontale.


Figure 9. Vue globale de la falaise Nord (rive gauche) de la vallée de Betatakin (Arizona)

La couche de grès qui forme les parois de la vallée est assez homogène vis-à-vis de l'érosion et forme une falaise unique, sans “marches d'escalier”. On devine quand même la stratification globalement horizontale. Cette falaise est creusée de méga-arches,localement nommées « alcôves », sans doute creusées il y a quelques dizaines de milliers d'années par la rivière qui devait couler au fond de la vallée qui se trouvait à ce niveau-là à cette époque, et dont le débit devait être plus important qu'aujourd'hui pendant les périodes glaciaires. On devine à peine les ruines amérindiennes dans la plus grande des alcôves.



Figure 11. Vue d'ensemble sur la grande alcôve de Betatakin constituant un gigantesque abri sous roche, dans lequel vivaient des amérindiens vers le XIIIème siècle

Les ruines du village amérindien sont parfaitement visibles dans la moitié gauche de l'alcôve. On voit très bien deux “ordres” de stratification : une stratification de 1er ordre, horizontale, et une stratification de 2ème ordre, inclinée, interne aux épaisses strates de 1er ordre. Ce type de stratification est compatible avec une stratification éolienne (cf. Stratifications éoliennes ), ce que démontrent des études plus détaillées. Les grès situés au-dessus de l'ancien village sont poreux et perméables. Ceux situés au-dessous (les grès de la formation Kayenta) sont imperméables. Le village s'est installé à la limite terrain perméable / terrain imperméable, qui constitue une ligne de (petites) sources (cf. NPS Geodiversity Atlas – Navajo National Monument, Arizona ).



Figure 13. Vue d'ensemble sur l'ancien village amérindien de Betatakin (XIIIème siècle)

La disposition de la stratification éolienne est bien visible.


Figure 14. Vue d'ensemble sur l'ancien village amérindien (XIIIème siècle) de Betatakin, Arizona

La disposition de la stratification éolienne est bien visible.


Figure 15. Détail des ruines du village amérindien (XIIIème siècle) de Betatakin, Arizona


Figure 16. Détail des ruines du village amérindien (XIIIème siècle) de Betatakin, Arizona