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Un exemple de salar : le salar d'Atacama, Chili

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

08/04/2019

Résumé

Les salars, bassins endoréiques évaporitiques de la Cordillère des Andes.


Figure 1. Paysage typique du Salar d'Atacama au Chili

Au premier plan une “mare” ou lagune argileuse asséchée avec fentes de dessiccation. Au deuxième plan, une croute “disloquée“ de sel et/ou de gypse mélangés à des argiles. Au troisième plan, une lagune semi-inondée riche en dépôts blancs (sel). Au fond, une belle chaine de volcans, dont le Licancabur (5920 m) avec sa forme caractéristique. Entre les deux, un piémont alluvial raccorde la chaine volcanique au fond plat du salar (2300 m).


Figure 2. Outre ses beautés évaporitiques et volcaniques, le salar d'Atacama (Chili) est réputé pour son avifaune dont, entre autres, trois espèces de flamants

Ici, trois flamants passent devant le Licancabur.


La côte occidentale de l'Amérique du Sud, à l'Ouest de la haute chaine volcanique de la Cordillère des Andes, est l'une des régions les plus sèches du monde. À San Pedro de Atacama , la pluviométrie annuelle est de 4 cm, et de 2 cm au milieu du salar ; l'évaporation potentielle y est de 240 cm. Les rares pluies viennent de l'Est de la Cordillère des Andes, aucune pluie ne venant du Pacifique à cause du courant froid de Humboldt. La majorité de ces (faibles) précipitations venues de l'Est tombent sous forme de neige sur les hauts sommets volcaniques. La tectonique andine est fort complexe avec (1) des épisodes extensifs à l'origine de grabens et de bassins subsidents, et (2) des épisodes compressifs faisant rejouer en failles inverses les failles normales préexistantes. Ces épisodes tectoniques ont engendré des dépressions “fermées”. Comme l'évaporation potentielle sur tout le bassin versant est beaucoup plus intense que les précipitations sur ce même bassin versant, ces dépressions fonctionnent en bassins endoréiques, et l'eau qui y arrive n'atteint pas la mer, mais forme des mares, des lagunes et lacs très peu profonds. L'évaporation concentre les ions solubles contenus dans les eaux de ruissellement et des rares ruisseaux venant des volcans, et ces mares et lacs sont très souvent saturés en sels, sulfates et principalement chlorures. Ces lagunes salées, souvent sèches, jamais profondes sont appelées salar dans ces régions hispanophones. Depuis le Pliocène, les éruptions volcaniques et la sédimentation (surtout évaporitique et argileuse) a produit environ 1000 m d'épaisseur de dépôts dans la dépression d'Atacama. Ces salars andins constituent aussi l'une des principales ressources de lithium du monde (cf. Le lithium (Li) : aspects géologiques, économiques et industriels ).

Nous vous montrons ici quatorze photographies de ces mares, lagunes et lacs salés plus ou moins asséchés, de ses croutes de sels, et de la vie qui s'y développe. La genèse et la typologie des croutes de sel sont développées dans Les évaporites de la Vallée de la Mort (Californie) . Presque toutes les photographies présentées ici sont des scans de diapositives argentiques vieilles de 25 ans, ce qui explique leur qualité parfois relative.

Figure 3. Topographie du Nord Chili

La couleur verte correspond à une altitude < 500 m, la couleur beige-orangée à une altitude comprise entre 500 et 2500 m, et la couleur grise à une altitude > 3000 m. Le caractère de dépression fermée du Salar d'Atacama (carré noir) est particulièrement visible.


Figure 4. Mare et lac salés, croutes de sels, salar d'Atacama (Chili)

La genèse et la typologie des croutes de sel est développées dans Les évaporites de la Vallée de la Mort (Californie) .


Figure 5. Lagune salée, croutes de sels et flamants, salar d'Atacama (Chili)

La genèse et la typologie des croutes de sel est développées dans Les évaporites de la Vallée de la Mort (Californie) .


Figure 6. Croutes de sel, lac salé et flamants, salar d'Atacama (Chili)


Figure 7. Croutes de sel, lac salé et flamants, salar d'Atacama (Chili)


Figure 8. Lac salé, croutes de sel et flamants, salar d'Atacama (Chili)


Figure 9. Croutes de sels avec le volacan Licancabur en fond, salar d'Atacama (Chili)


Figure 10. Croute de sels, salar d'Atacama (Chili)

La genèse et la typologie des croutes de sel est développées dans Les évaporites de la Vallée de la Mort (Californie) .


Figure 11. Croute de sels à surface polygonale, salar d'Atacama (Chili)

La genèse et la typologie des croutes de sel est développées dans Les évaporites de la Vallée de la Mort (Californie) .



Outre les flamants, ces lagunes et mares saturées en sels sont riches en vie microscopique, les flamants étant au sommet de la chaine alimentaire. Il doit y avoir “sous” eux des êtres photosynthétiques ou chimiolithotrophes (bactéries, archées, micro-algues vertes …), consommés par des crustacés comme les artémias, que consomment les flamants (cf. Les extrémophiles dans leurs environnements géologiques – Un nouveau regard sur la biodiversité et sur la vie terrestre et extraterrestre ). La présence de ces êtres autotrophes se “voit” par leur couleur ou par les constructions qu'ils “bâtissent”.


Figure 14. Concrétions carbonatées en forme de tapis de microsphères à signification de stromatolithes, salar d'Atacama (Chili)

C'est le deuxième “lac” chilien à stromatolithes que nous vous montrons, un aujourd'hui dans le salar d'Atacama situé juste sous le tropique Sud en climat désertique, l'autre en Patagonie du Sud (cf. Stromatolithes actuels en Patagonie du Sud ) dans un climat beaucoup plus froid et humide, ce qui illustre l'extraordinaire répartition géographico-climatique des bactéries à l'origine des stromatolithes.


Figure 15. Concrétions carbonatées en forme de tapis de microsphères à signification de stromatolithes, salar d'Atacama (Chili)

C'est le deuxième “lac” chilien à stromatolithes que nous vous montrons, un aujourd'hui dans le salar d'Atacama situé juste sous le tropique Sud en climat désertique, l'autre en Patagonie du Sud (cf. Stromatolithes actuels en Patagonie du Sud ) dans un climat beaucoup plus froid et humide, ce qui illustre l'extraordinaire répartition géographico-climatique des bactéries à l'origine des stromatolithes.


Figure 16. Vue aérienne du salar d'Atacama, dépression topographique au centre de l'image, dont le quart Est est entièrement recouvert de sel

Le salar d'Atacama mesure environ 100 km du Nord au Sud, pour 70 km d'Ouest en Est. À part quelques plaques de neige situées au sommet des volcans, toutes les taches blanches de cette image correspondent à des salars, dont le plus grand d'entre eux (en haut, au centre) : le salar d'Uyuni. Tous ces salars contiennent d'importantes réserves de lithium, le salar d'Atacama (actuellement exploité) correspondant à l'une des principales réserves (cf. Le lithium (Li) : aspects géologiques, économiques et industriels ). La nature désertique de ce secteur de la Cordillère des Andes montre un fort contraste avec le pied oriental des Andes (tache verte à l'extrême Est) et le Pacifique à l'Ouest. La ligne jaune correspond au tracé (approximatif) de la coupe de la figure 19, la punaise jaune à la localisation du log stratigraphique “théorique” de la figure 20.


Figure 17. Carte géologique du sous-sol du salar d'Atacama

Les photos précédentes ont majoritairement été prises dans l'unité intitulée sulfate « crust and lagonal areas ». L'ellipse en pointillés rouge localise les zones où sont actuellement exploitées les saumures lithinifères de la nappe phréatique. Les rectangles verts localisent de nouveaux permis de recherche de saumures lithinifères, permis déposés par la compagnie Wealth Mineral Ltd..



Figure 19. Coupe géologique à travers le salar d'Atacama

Coupe correspondant approximativement au tracé jaune de la figure 16.

Le forage dessiné correspond à un forage “théorique” où aurait pu être obtenu la colonne stratigraphique de la figure 20. Le bassin d'Atacama correspond à un bassin sédimentaire complexe où se sont accumulés plus de 6000 à 8000 m de sédiments et de roches volcaniques pendant le Mésozoïque et le Cénozoïque. La série du salar d'Atacama sensu stricto correspond aux 1000 m de terrains évaporitiques et volcaniques interstratifiés, datant du Plio-quaternaire, présents au sommet de la série (en jaune sur la figure).


Figure 20. Log stratigraphique des 8000 m de la série volcano-sédimentaire du bassin d'Atacama

Les 1000 m de la série évaporitique et volcanique plio-quaternaire du salar d'Atacama sensu stricto sont colorés en jaune. C'est dans cette série plio-quaternaire qu'on exploite les saumures lithinifères.


Figure 21. Localisation du salar d'Atacama en Amérique du Sud


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