Image de la semaine | 02/12/2019

Barkhanes, champ de dunes, Chandelier de Paracas et autres aspects du désert côtier péruvien

02/12/2019

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS de Lyon

Olivier Dequincey

ENS de Lyon / DGESCO

Résumé

Le désert de la côte pacifique du Pérou : son climat, ses dunes de sable, ses estuaires irrigués et ses géoglyphes.

Figure 1. Deux belles barkhanes dans le désert côtier péruvien, à 75 km au Sud de la ville de Nazca et à 5 km de la côte de l'océan Pacifique

Les barkhanes sont des dunes en forme de croissant, avec une face convexe à pente faible (face au vent), et une pente concave à pente forte (à l'opposé de la direction d'arrivée du vent). On trouve ce type de dunes là où la direction du vent est assez constante et où la quantité de sable est limitée. Ces deux barkhanes mesurent une quarantaine de mètres de droite à gauche. Les vents dominants soufflent de droite à gauche, c'est-à-dire, ici, du SSE au NNE.

Localisation par fichier kmz de ces barkhanes péruviennes.

Zoom arrière sur les deux barkhanes de la figure précédente, qui font partie d'un ensemble d'une dizaine de barkhanes toutes parallèles, orientées par les vents dominants venant de droite

Figure 2. Zoom arrière sur les deux barkhanes de la figure précédente, qui font partie d'un ensemble d'une dizaine de barkhanes toutes parallèles, orientées par les vents dominants venant de droite

On voit très bien que le volume de sable est faible, et que les dunes ne couvrent qu'un faible pourcentage du secteur.

Figure 3. Partie Sud-Sud-Est du champ de barkhanes des photos précédentes qui sont située environ 200 m au-delà de la limite gauche de la photo

Ces barkhanes forment un “chapelet” qui s'enracine sur une énorme dune, elle-même située à l'abri sous le vent d'une montagne assez élevée.

Figure 4. Montage de six vues montrant l'évolution de la zone à barkhanes des images précédentes entre 2003 et 2019

C'est l'image de 2011 qui ressemble le plus aux photos précédentes, prises en janvier 2009. D'une photo à l'autre, des dunes se déplacent, apparaissent, disparaissent, sont plus ou moins nombreuses… mais sont toujours situées dans le même secteur, au-dessus du fond du lit d'un rio (à sec) en partant d'un col “sous le vent” à l'abri de la montagne située à l'extrême droite de la photo. Il n'y en n'a pas au fond du lit du rio, ni sur les deux-tiers supérieur du flanc de la montagne. Des conditions de vent, de topographie, de disponibilité de sable… semblent nécessaires à la présence de barkhanes.

Localisation par fichier kmz de ces barkhanes péruviennes.

Dans les zones sans végétation (désert, côte…) et dont la surface est riche en particules et éléments suffisamment légers pour être déplacés par le vent, des dunes peuvent se former par accumulation de grains de sable transportés par le vent. Quand il y a un sens de vent dominant, et que le sable mobile est très abondant, les dunes forment des crêtes et cordons perpendiculaires au sens du vent dominant. Ce sont les dunes transversales, les plus fréquentes. Comment se forment ces dunes transversales ? Le vent va arracher des grains de sables du sol, surtout là où la topographie accélère sa vitesse, comme sur une pente face au vent. Puis le vent va transporter ces grains de sables, et va les déposer là où sa vitesse diminue, comme sur une pente dirigée à l'opposé du vent. Dans ce dernier cas, cette pente va se retrouver tapissée par une couche constituée des grains de sable qui tombent. Ces couches de sable déposées inclinées sur les pentes vont faire progresser la pente dans la direction opposée de celle d'où vient le vent. Dans les régions où il y a une forte accumulation de sable, ces processus d'érosion et de dépôt vont à la longue former des cordons continus de dunes transversales, cordons dunaires s'érodant par leur côté face au vent et s'augmentant par leur côté sous le vent. Ce double processus d'érosion d'un côté et de dépôt de l'autre va entrainer une migration des dunes dans la direction où va le vent. Ce processus explique aussi pourquoi les strates internes aux dunes sont inclinées et arrivent tangentiellement au substratum. Cette structure interne qu'on ne peut voir sur les dunes “vivantes” est parfaitement visible dans les sédiments éoliens anciens (cf. Stratifications éoliennes).

Si la disponibilité en sable est limitée, il ne se forme pas de cordons dunaires continus, mais seulement des dunes isolées. Les extrémités latérales de ces dunes, moins volumineuses et contenant moins de sable que leur centre, progressent plus vite que ce centre, ce qui donne à la dune une forme arquée : une barkhane. La vitesse et la forme des courants d'air autour de la dune arquée sont complexes. Le vent, plus rapide au niveau du sommet central élevé que sur ces côtés, transporte plus de sable que sur les côtés. Mais il y a plus de sable à transporter au centre de la dune que sur ses ailes. Il s'établit ainsi une forme d'équilibre, et la barkhane progresse en gardant une forme constante : la partie convexe et à pente douce de la dune étant dirigé dans la direction d'où vient le vent, la pente raide et concave, et les "cornes" étant dirigées dans la direction où se dirige le vent.

Figure 5. Coupe transversale de deux dunes

Le vent, venant de droite, dépose des couches de sable inclinées sur les faces raides sous le vent (face gauche). Ce même vent avait précédemment érodé le côté face au vent. Et c'est le sable érodé sur la face au vent qui va retomber sur la face sous le vent, en y déposant des couches inclinées. Ce jeu érosion-dépôt du sable explique la migration des dunes, migration dans le sens des vents dominants.

Figure 6. Schéma théorique d'une barkhane

La coupe théorique de la figure précédente (dune de droite) passerait par le plan figuré par le parallélogramme central.

Figure 7. Les barkhanes n'existent pas que sur Terre, mais aussi sur Mars car la mécanique des fluides est un processus universel

Ces dunes du désert côtier péruvien posent la question de la localisation de ce désert. Toutes les photographies précédentes (sauf celle de Mars bien sûr) ont été prises par 15° de latitude Sud. De l'autre côté du continent Sud-américain, côté Brésil, la côte est verdoyante et non désertique. On retrouve la même dissymétrie vers 15° de latitude Sud sur les côtes africaines et, dans une moindre mesure, australiennes. Les côtes occidentales des continents de l'hémisphère Sud entre 10 et 35° de latitude sont beaucoup plus sèches que leurs côtes orientales. Cette dissymétrie est principalement due à la présence de courants froids longeant les côtes occidentales des continents dans l'hémisphère Sud : le courant de Humboldt le long des côtes chiliennes et péruviennes, le courant de Benguela le long des côtes d'Afrique du Sud, de Namibie et d'Angola, et le courant d'Australie occidentale le long des côtes australiennes. Les eaux de ces courants froids ont une température inférieure de 5 à 8° par rapport aux températures moyennes des eaux superficielles à la même latitude. Ces eaux froides limitent l'évaporation, et surtout maintiennent des hautes pressions sur l'océan, en particulier au voisinage du continent, ce qui a pour effet de limiter considérablement la pluviométrie sur les côtes. La basse température des eaux côtières peut être renforcée par des upwellings. Dans le cas du Pérou et du Chili, la présence de la Cordillère des Andes qui arrête tous les vents venant de l'Est (côté atlantique) renforce cette sécheresse. C'est pour cela que le désert d'Atacama au Chili et son prolongement Nord, le désert côtier péruvien, sont les régions les plus sèches du monde.

Montage de 2 vues aériennes montrant en haut la côte pacifique à 15° de latitude Sud au Pérou, et, en bas, la côte atlantique à la même latitude au Brésil

Figure 8. Montage de 2 vues aériennes montrant en haut la côte pacifique à 15° de latitude Sud au Pérou, et, en bas, la côte atlantique à la même latitude au Brésil

Le contraste de la végétation saute aux yeux. L'image du haut est prise d'assez haut pour qu'on devine le vert foncé de la forêt amazonienne à l'horizon, au-delà de la Cordillère des Andes, ce qui suggère que cette cordillère à un effet qui s'ajoute à celui du courant de Humboldt. Les barkhanes des photos précédentes sont localisées par la punaise jaune.

Figure 9. Montage d'images de l'Amérique du Sud et de l'Afrique

Les barkhanes des photos précédentes sont localisées par la punaise jaune. Le 15^eparallèle Sud (entre le Pérou et le Mozambique) est surligné en rouge. On voit très bien qu'au niveau de ce parallèle, la côte est plus sèche à l'Ouest du continent qu'à l'Est.

Figure 10. Carte des courants marins et des grands types d'écosystèmes végétaux

On voit bien que, dans l'hémisphère Sud, les côtes Ouest des continents vers 20° de latitude sont plus sèches que les côtes Est. On voit aussi qu'un courant froid longe ces côtes sèches. Le parallèle 15° Sud où se trouve le désert côtier péruvien (entouré de pointillés rouge) est surligné en bleu.

Ce désert côtier péruvien, coincé entre l'océan Pacifique et la cordillère des Andes permet d'admirer de superbes paysages : des champs de dunes, des côtes arides, une végétation xérophile, des fonds de vallées verdoyants à cause de l'eau venant des Andes, des géoglyphes pré-incaïques que l'absence de pluie a épargnés et que l'absence de végétation rend visibles…

Nous vous invitons à un voyage de 17 autres photographies dans ce désert côtier péruvien, qui n'est pas le plus connu des déserts terrestres.

Source - © 2009 Pierre Thomas Figure 11. Champ de dunes de type barkhanoïde, intermédiaires entre des dunes classiques et des barkhanes, Pérou Localisation par fichier kmz de ce champ de dunes du désert péruvien.	Source - © 2009 Pierre Thomas Figure 12. Champ de dunes de type barkhanoïde, intermédiaires entre des dunes classiques et des barkhanes, Pérou Localisation par fichier kmz de ce champ de dunes du désert péruvien.
Source - © 2009 Pierre Thomas Figure 13. Champ de dunes de type barkhanoïde, intermédiaires entre des dunes classiques et des barkhanes, Pérou
Source - © 2019 Google Earth Figure 14. Vue aérienne globale du champ de dunes des trois images précédentes Localisation par fichier kmz de ce champ de dunes du désert péruvien.	Source - © 2019 Google Earth Figure 15. Vue aérienne de détail du champ de dunes des trois images précédentes Cette vue de détail montre la morphologie en barkhanes des dunes de certains secteurs de ce champ de dunes.

Source - © 2009 Pierre Thomas Figure 16. La côte du désert péruvien, une côte rocheuse escarpée avec parfois des dunes “montant à l'assaut” des reliefs
Source - © 2009 Pierre Thomas Figure 17. Cactus, seule plante arrivant à pousser sur cette côte aride péruvienne	Source - © 2009 Pierre Thomas Figure 18. Cactus, seule plante arrivant à pousser sur cette côte aride péruvienne
Source - © 2009 Pierre Thomas Figure 19. Vallée verdoyante de la côte pacifique du Pérou, vallée irriguée par un fleuve (le rio Ocoña) dont l'eau vient des neiges de la Cordillère des Andes En 2009, les champs étaient des champs de coton. Ces vallées irriguées sont, avec la pêche, les seuls moyens de subsistance pour les habitants. Localisation par fichier kmz de l'estuaire du rio Ocoña.	Source - © 2009 Pierre Thomas Figure 20. Estuaire du rio Ocoña se jetant dans le Pacifique La limite entre les eaux pures du Pacifique et les eaux turbides du fleuve se voit très bien au large. La limite entre les champs irrigués verdoyants et le désert côtier est particulièrement évidente.
Source - © 2019 Google Earth Figure 21. Vue aérienne “proche” de la vallée du rio Ocoña, fleuve venant de la Haute Cordillère des Andes (dont on devine quelques sommets enneigés) et traversant le désert côtier	Source - © 2019 Google Earth Figure 22. Vue aérienne lointaine de la vallée du rio Ocoña, fleuve venant de la Haute Cordillère des Andes (dont on devine quelques sommets enneigés) et traversant le désert côtier

Source - © 2019 Google Earth Figure 23. Vue aérienne du site de la ville de Pisco, Pérou La ville de Pisco s'est installée là où existaient de vastes plaines irrigables par les fleuves (dont le rio Pisco) venus des Andes et là où une péninsule, la péninsule de Paracas, rendait les eaux plus calmes et permettait l'installation de ports. La ville de Pisco est connue pour son eau de vie de vin éponyme, à la base du pisco sour, cocktail à base de pisco, de citron vert et de blanc d'œuf. La péninsule de Paracas est, elle, connue pour son géoglyphe géant, le Chandelier de Paracas (punaise jaune). Localisation par fichier kmz du Chandelier de Paracas.
Source - © 2009 Pierre Thomas Figure 24. Vue générale prise depuis un bateau du Chandelier de Paracas, géoglyphe de 180 m de long pour 70 m de large Le substratum de ce chandelier est constitué d'un mélange de sable, de graviers et de cailloux, plus ou moins cimentés par un mélange de sels divers (chlorures, sulfates) déposés par les embruns et non lessivés par les pluies, rarissimes dans la région. Il a été réalisé en creusant le sol et en disposant sur ses côtés ce qui avait été excavé (notamment les cailloux). La réalisation de ce géoglyphe est classiquement attribuée à la civilisation Paracas, civilisation pré-incaïque datant de −800 à +200 ans de notre ère, avec son apogée vers −500. Il est également possible que ce chandelier ait été réalisé par les Nazca, peuple pré-incaïque qui vivait plus au Sud entre −300 et +800 ans de notre ère. La signification de ce chandelier n'est pas connue et donne lieu à de multiples interprétations.	Source - © 2009 Pierre Thomas Figure 25. Vue prise depuis un bateau du Chandelier de Paracas, géoglyphe de 180 m de long pour 70 m de large Le substratum de ce chandelier est constitué d'un mélange de sable, de graviers et de cailloux, plus ou moins cimentés par un mélange de sels divers (chlorures, sulfates) déposés par les embruns et non lessivés par les pluies, rarissimes dans la région. Il a été réalisé en creusant le sol et en disposant sur ses côtés ce qui avait été excavé (notamment les cailloux). La réalisation de ce géoglyphe est classiquement attribuée à la civilisation Paracas, civilisation pré-incaïque datant de −800 à +200 ans de notre ère, avec son apogée vers −500. Il est également possible que ce chandelier ait été réalisé par les Nazca, peuple pré-incaïque qui vivait plus au Sud entre −300 et +800 ans de notre ère. La signification de ce chandelier n'est pas connue et donne lieu à de multiples interprétations.
Source - © 2009 Pierre Thomas Figure 26. Le Chandelier de Paracas, vu depuis un bateau, géoglyphe de 180 m de long pour 70 m de large Le substratum de ce chandelier est constitué d'un mélange de sable, de graviers et de cailloux, plus ou moins cimentés par un mélange de sels divers (chlorures, sulfates) déposés par les embruns et non lessivés par les pluies, rarissimes dans la région. Il a été réalisé en creusant le sol et en disposant sur ses côtés ce qui avait été excavé (notamment les cailloux). La réalisation de ce géoglyphe est classiquement attribuée à la civilisation Paracas, civilisation pré-incaïque datant de −800 à +200 ans de notre ère, avec son apogée vers −500. Il est également possible que ce chandelier ait été réalisé par les Nazca, peuple pré-incaïque qui vivait plus au Sud entre −300 et +800 ans de notre ère. La signification de ce chandelier n'est pas connue et donne lieu à de multiples interprétations. Localisation par fichier kmz du Chandelier de Paracas.	Source - © 2019 Google Earth Figure 27. Vue aérienne de la côte Nord de la péninsule de Caracas montrant le désert arrivant jusqu'à la mer Le Chandelier de Paracas est visible dans la partie inférieure gauche. Localisation par fichier kmz du Chandelier de Paracas.

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