Les cartes géologiques

Après avoir lu Le scandale de Mercator, regardé les Global Maps et au moins parcouru l'article sur projections et systèmes de références, répondez aux questions suivantes.

1. Rappelez la différence entre projection conforme et projection équivalente.
2. Quel est l'intérêt majeur de la projection de Mercator qui en explique l'usage quasi-exclusif pendant longtemps ?
3. Démontrez rapidement, sans calculs compliqués, qu'une même surface au sol sur le globe occupe de plus en plus de place sur une carte en projection de Mercator quand on monte en latitude (dans le cas d'une Terre parfaitement sphérique, ce qui est presque le cas).
4. Quel est le type de projection utilisé pour les Global Maps ? Quel est l'intérêt d'une carte mondiale par rapport à un globe ?

1. La représentation de la surface d'une sphère sur une carte à plat ne peut se faire sans déformation, quelle que soit le mode de projection utilisé. Une projection équivalente conserve les surfaces, ce qui signifie que deux structures ou formes de surfaces égales sur la sphère garderont des surfaces égales sur la carte. Une projection conforme conserve les angles, ce qui signifie que l'angle entre deux droites ou alignements sur la surface de la sphère est conservé sur la carte. Ainsi les droites parallèles (de même cap / orientation par rapport aux pôles) restent parallèles sur carte (voir le cas particulier des méridiens d'orientation Nord-Sud, perpendiculaires à l'équateur mais sécants aux pôles).

2. Les cartes de Mercator sont très pratiques pour la navigation en haute mer où le seul repère pour garder le cap fut longtemps la boussole. Sur une carte de Mercator, la droite reliant 2 points fait un angle avec les méridiens (de direction Nord-Sud) qui correspond au cap réel à suivre à la boussole pour relier ces deux points. On prend donc facilement le cap sur la carte, on le suit et on arrive à l'endroit désiré… pas par le plus court chemin mais on arrive à l'endroit désiré.

   Cet intérêt n'est plus aussi important aujourd'hui pour la navigation en haute mer (navigation assistée par satellite), ni pour la navigation aérienne (qui doit faire “court” – moins de carburant – et “sécurisé” – survol privilégié des continents permettant des atterrissages d'urgence sur des aéroports). Cependant, en géologie, un planisphère de type Mercartor garde parallèles (ou perpendiculaires) les lignes et structures qui le sont sur la sphère (bordures parallèles d'un rift voire des bordures d'un océan, portions de rides océaniques perpendiculaires aux petites failles transformantes qui les relient).

3. Sur un planisphère en projection de Mercator, les parallèles (traces des petits cercles parallèles à l'équateur) ont tous la même longueur alors que sur le globe, leur longueur varie de ~40 000 km à l'équateur à 0 km (aux pôles, qui sont des points). Les distances “parallèles à l'équateur” sont dont de plus en plus exagérées sur planisphère par rapport à leur longueur réelle, et ce d'autant plus qu'on se rapproche des pôles.

   Sur ce même planisphère, le long d'un méridien, la projection tangentielle induit par construction qu'un arc de méridien de longueur donnée sur la sphère est représenté sur carte par un trait de plus en plus long lorsque la latitude augmente. Une fois de plus, une distance donnée le long d'un méridien est de plus en exagérée sur planisphère en projection de Mercator au fur et à mesure qu'on se rapproche des pôles.

   Les longueurs étant exagérées aussi bien selon les méridiens que selon les parallèles en se rapprochant des pôles, il en résulte que les surfaces sont exagérées.

4. La projection utilisée est la projection de Mollweide (projection équivalente parfois dite de Babinet présentée dans la documentation d'ArcGIS). Dans l'article de Lapaine et Usery, cette projection est présentée p.96 et illustrée par la figure 9.9 p.99. On peut aussi retrouver sa présentation dans d'autre documentations logicielles (voir Generic Mapping Tools, paragraphe 6.4.2 du chapitre 6 GMT Map Projections).

   L'usage des cartes déforme la réalité mais permet de voir la surface complète de la Terre. Pour n'avoir aucune déformation on peut visualiser sur un globe (réel ou virtuel) mais alors on ne peut voir au mieux que la moitié de la surface de la sphère.

Après avoir découvert / redécouvert / pris en main ce visualiseur, répondez aux questions suivantes.

1. Quelles sont les informations disponibles sur une carte à 1/50k visualisée sur InfoTerre ? [k = 1000]
2. En utilisant l'outil dédié “Localisation / Coordonnées” disponible sur le bord gauche de l'écran, allez aux points A, B, et éventuellement C, de coordonnées (latitude / longitude) : A (45,900060N / 3,599504E) ; B (46,439827N / 4,316567E) ; C (46,440121N / 4,555896E). Que remarquez-vous ? Comment l'expliquer ?
3. En partant du point A, B ou C, activez la couche “Cartes géologiques / Carte géologique imprimée 1/1 000 000 (BRGM)“ (visible entre les échelles 1/4 000 000 et 1/250 000) et dézoomez. Commentez et expliquez.
4. Quelle est l'information cartographique disponible au 1/50k qui disparait lors du passage au 1/1M ? [M = 1 000 000]

1. Sur InfoTerre, une carte géologique à 1/50k contient le fond topographique et toponymique de l'IGN, les couches géologiques sédimentaires affectées d'une couleur et d'un repérage alphanumérique (j2, t…) correspondant à l'âge des couches, les contacts anormaux et/ou failles, les roches magmatiques repérées par des couleurs, parfois des surcharges graphiques et un repérage alphanumérique, ainsi que l'accès à une légende et, presque systématiquement, à la notice numérisée. Selon les cartes, des annotations graphiques indiquent des sites particuliers comme des carrières, des sites fossilifères, des mines…

2. Lorsqu'on passe d'une carte à une carte contigüe, on remarque des discontinuités / décalages possibles dans les contours des couches sédimentaires ou des roches magmatiques, parfois une couche / un niveau sur une carte peut correspondre à deux couches / niveaux sur l'autre. On constate aussi que les failles s'arrêtent parfois à la limite des deux cartes et/ou qu'elles semblent nombreuses d'un côté et peu présentes de l'autre.

   Ces différences, qui ne remettent pas en cause la qualité des cartes, mettent en évidence que les cartes ont été réalisées par des auteurs différents avec des spécialités et sensibilités différentes, à des dates différentes (avant / après l'émergence de la tectonique des plaques). Un spécialiste trouvera important de préciser deux sous-ensembles dans une série sédimentaire que d'autres ne distingueraient pas. Ceci nous rappelle aussi qu'une carte n'est pas une transcription directe de la réalité mais une représentation des observations effectuées sur un certain nombre de sites / affleurements (la géologie est loin d'être observable en tout lieu), observations interprétées selon les descriptions, analyses et modèles disponibles. Parfois, seules les fractures observées sont cartographiées, parfois elles sont étendues là où il est fort probable qu'elles se prolongent, parfois seules les lignes principales structurant la région sont représentées. Pour les roches magmatiques, les variations dans la composition de certains corps plutoniques cogénétiques entrainent ou non les auteurs à distinguer des sous-ensembles ou à seulement indiquer ces variations dans la notice.

3. Lorsqu'on passe à 1/1M, les discontinuités disparaissent puisque les tracés ont été refaits d'après les cartes à 1/50k et avec une précision nécessairement moindre. Seules les failles et contacts anormaux les plus importants sont cartographiés. Les niveaux sédimentaires correspondent à une échelle stratigraphique valable pour la France entière, avec moins de détails que dans certaines cartes à 1/50k dans lesquelles des surcharges distinguent des niveaux particuliers : un important travail d'harmonisation a été nécessaire à partir des données à 1/50k. Ainsi, tout est bien continu, et les choix et interprétations sont les mêmes pour toute la carte qui est alors cohérente avec le modèle géologique retenu à cette échelle.

4. Les courbes topographiques ne sont pas représentées sur la carte géologique de la France à 1/1M… alors que c'est une information importante sur les cartes à 1/50k.

   De plus, on a accès uniquement à une légende “fixe” essentiellement chronologique à 1/1M, contrairement aux légendes dynamiques indiquant âge et nature des roches à 1/50k.

À partir de la carte de France au 1/1M, papier et numérique, répondez aux questions suivantes.

1. Quel document important disponible à 1/50k n'est plus accessibles à 1/1M papier / numérique ?
2. Quels sont les grands types d'informations représentées sur la carte de France à 1/1M ?
3. Quels sont les 3 grands domaines structurant la Corse ?
4. On trouve au Nord-Est de la Corse une formation notée “ub”. De quel type de formation s'agit-il ?
5. Retrouvez (coordonnées “précises” si possible) d'un pointement de “ub” dans les Alpes (facile), dans le Massif central (moins facile), voire, pour les plus persévérants, dans les Pyrénées (plus difficile). Dans chaque cas, à quel type de roches le “ub” se trouve-t-il associé et quel est alors le contexte général “géologique” associé ?

1. Il n'y a pas de notice explicative détaillée pour la carte au millionième (il faudrait un livre pour décrire tous les niveaux et toutes les indications présentées sur la carte) cependant un guide de lecture de la légende est proposé avec la carte papier. De plus, pour la version numérique InfoTerre, la légende proposée est incomplète par rapport à celle de la carte papier (télécharger la légende complète, version papier).
2. La légende donne rapidement les informations principales, c'est-à-dire l'âge (repéré par une couleur et une annotation alphanumérique) pour trois catégories de formations : les terrains sédimentaires et volcaniques, les roches plutoniques, et les formations volcaniques liées au rifting péri-alpin. Par un système de surcharge, des informations complémentaires sont disponibles et concernent certains faciès sédimentaires particuliers, le métamorphisme (âge et intensité), le magmatisme (origine géodynamique, chimie, formations particulières, filons), des éléments structuraux et tectoniques (failles, profondeurs de bassins, morphologies particulières), et, pour finir, des informations spécifiques aux plateaux continentaux. Pour la version papier uniquement, des cartouches des cycles alpin et varisque indiquent les domaines actuels liés aux orogenèses alpine et varisque.

3. La Corse montre 3 grands domaines : un domaine varisque, un domaine alpin (Nord-Est) et un domaine sédimentaire miocène (régions d'Aléria, Bonifacio et Saint Florent).

   Cette question, assez classique, est simple pour tous ceux qui connaissent la réponse… mais un peu moins si on s'intéresse à la Corse géologique pour la première fois, car il faut prendre un peu de recul pour proposer “varisque / alpin / cénozoïque”, même si la recherche de seulement 3 “grands” ensembles est demandée. D'autres propositions ont été faites, pas farfelues du tout, mais c'est la structuration profonde “par orogènes” qui est retenue.

4. La notation “ub” désigne des péridotites (“ub” pour ultrabasite).

5. Dans les Alpes plusieurs pointements sont faciles à repérer (vers le Chenaillet, dans le Queyras, versant italien à l'Ouest de Lanzo-Torinese), ils sont liés à des ophiolites et sont généralement métamorphisés en MHP ; ces péridotites font partie des traces de matériel océanique subduit puis exhumé (sauf le Chenaillet obduit) dans les Alpes.

   Dans le Massif Central on peut indiquer le point de coordonnées 45,4101N / 1,6250E vers Uzerches, associé à des complexes leptyno-amphiboliques (notés “gla”) et, ici, à du métamorphisme varisque de faciès amphibolitique avec même des traces d'éclogites . Ces péridotites sont donc liées aux “gla” qui sont généralement interprétés comme des traces non pas de domaine à croute océanique mais à croute continentale amincie (et à son manteau sous-jacent) ayant ensuite subi un métamorphisme plus ou moins poussé lors de la fermeture du domaine océanique (subduction et/ou collision).

   Dans les Pyrénées le pointement “ub” est localisé vers le point 43,0521N / 0,6412W, région de Lourdios-Ichère et Sarrance, Il est plus à l'Ouest que le “fameux” site de l'étang de Lers ou Lherz (42,8025N / 1,3710E, que l'on cite lorsqu'on sait déjà qu'il y en a là… mais qu'il n'est pas aisé de trouver facilement en parcourant la carte à la recherche d'“ub”), référence de la lherzolite, péridotite interprétée comme du manteau ”fertile” dont la fusion partielle produit un magma basique et donne une péridotite résiduelle “appauvrie“ nommée harzburgite (d'après le massif du Harz, en Allemagne à cheval sur les Länder de Basse-Saxe et de Saxe-Anhalt). On trouve plusieurs pointements à proximité avec cette couleur, le pointement donné est repérable à l'inscription “ub” qui y est précisée (contrairement au site de Lers). Ce pointement, et les autres, associés à cette échelle à des terrains sédimentaires et à de grands accidents mais ni à des ophiolites ni à des terrains métamorphiques, témoignent de l'amincissement crustal (remontée de manteau) puis du “raccourcissement” (exhumation tectonique) ayant formé les Pyrénées.

   Remarque. Des “ub” “varisques” sont aussi présentent dans les Vosges (par exemple 47,940072N / 6,983983E), 4 pointements cartographiés à proximité du Grand Ballon.

À partir des cartes du monde et de France, sous leurs différentes formes disponibles, répondez aux questions suivantes.

1. Quel est le mode de projection de la carte du monde papier, du portail One Geology, de la carte de France papier à 1/1M ?
2. Comparez, sur la carte géologique du monde, les informations géologiques données pour les terrains continentaux et les terrains océaniques. Commentez.
3. Un outil de mesure de distance / longueur est disponible sur InfoTerre (visualiseur standard) et sur One Geology (avec aussi une mesure d'aire en mode carte). Cet outil est-il un plus par rapport aux cartes papier ou “seulement” une astuce permettant de ne pas utiliser une règle pour déterminer des longueurs à l'écran ?
4. Expliquez la faisabilité (facilité de mise en œuvre, limites) de la mesure de vitesses d'expansion des fonds océaniques au cours des temps géologiques (en prenant l'exemple classique du cas de l'Atlantique central ou Sud). Envisagez différents cas : mesure en un seul endroit au cours du temps (évolution temporelle), en plusieurs endroits (variations géographiques au cours du temps et/ou pour une période donnée pour un même océan ou pour 2 océans différents), selon que l'on travaille avec un support numérique ou papier.
5. [Question subsidiaire] Pour les curieux, les matheux, les amateurs de programmation… Recherchez / retrouvez comment on calcule la distance entre 2 points de coordonnées connues sur une sphère (donner une source ou deux et éventuellement la formule). Cela vous donne-t-il des idées ?

1. La carte géologique du monde version papier est en projection Mercator (information sur la carte papier et dans la notice) pour la carte principale représentant le monde entre les latitudes 72°N et 72°S.

   Sur One Geology le mode de projection par défaut une projection cylindrique “2D Latitude / Longitude (WGS84) or EPSG:4326” mais il est possible de choisir un autre mode de projection dans la liste à dérouler au bas de la fenêtre qui affiche les coordonnées à gauche et indique le système de projection à droite (6 modes de représentation sont proposés).

   La carte géologique de la France version papier utilise le mode Lambert II étendu (comme indiqué en bas à droite sous la carte et dans le guide de lecture). Cette projection est aussi celle utilisée sur InfoTerre aux échelles permettant l'affichage de la carte de la géologie de la France (on remarque, par exemple que les parallèles sont courbées sur écran comme elles le sont sur papier).

2. Pour les terrains continentaux, l'information géologique porte sur le type (sédimentaire, volcanique ou endogène) et l'âge de la formation de surface avec une précision réduite aux grandes ères (sans tenir compte des sols actuels), alors que pour les océans, c'est l'âge de la croute océanique avec une précision de l'ordre de l'époque qui est indiqué et pas celui des derniers dépôts sédimentaires (sauf lorsqu'il y a des points chauds ou des trapps). Ceci s'explique par le fait que la carte doit permettre d'illustrer et comprendre le modèle de la tectonique des plaques dans lequel l'ouverture et la fermeture des océans (localisation des dorsales, zones de subduction et de transformation, détermination de directions et vitesses d'ouverture…) doit être visible alors que l'âge et/ou le type des derniers sédiments déposés n'est pas crucial (même si ces données apporteraient d'autres informations sur l'origine des sédiments, la profondeur de la CCD… mais pas sur la dynamique des plaques). Pour les terrains continentaux, les informations permettent aussi de retrouver des informations “dynamiques” : les cratons, les similarités de part et d'autre des océans, les chaines de montagnes anciennes et plus jeunes…
3. Sur une carte papier, les projections ne respectent pas les longueurs (parfois les angles ou les aires, voir étape 1, mais pas les longueurs). De plus, les déformations sont plus ou moins importantes selon la position sur la carte et l'échelle indiquée n'est qu'indicative (pour la carte de France on aura peu de différence selon la position, mais pour la carte géologique du monde, l'échelle indiquée, 1/35M, correspond à l'échelle valable uniquement le long de l'équateur). L'outil de mesure de distance sur support numérique a donc un réel intérêt permettant des déterminations impossibles (ou du moins pas du tout faciles) sur support papier. En mode “Map” sur One Geology c'est la distance du trajet sur la carte qui est déterminée. Remarquons qu'en mode Globe, avec Google Earth, par exemple, c'est la distance la plus courte (ligne orthodromique, arc du grand cercle passant par les 2 points) qui est déterminée.

4. Sur la carte géologique du monde version papier, il n'est possible de déterminer des longueurs et donc des vitesses exactes que le long de l'équateur [l'échelle donnée est valable pour l'équateur, on peut calculer l'échelle pour chaque parallèle, mais, de plus, l'échelle Nord-Sud varie le long des méridiens]. Cependant, en projection Mercator, l'échelle est constante le long de tout parallèle à l'équateur : si on reste sur un parallèle, on peut donc comparer deux longueurs, ou deux vitesses, de manière relative. Ainsi, pour une dorsale Nord-Sud à ouverture Est-Ouest (comme l'Atlantique), il est possible de calculer des variations relatives de vitesses au cours des temps géologiques en un endroit et de comparer ces variations relatives selon la latitude, mais pas les valeurs absolues à une période donnée.

   Grâce à l'outil de mesure de One Geology, il est possible de prendre toutes les mesures voulues, à toute position, dans toute direction. On peut alors calculer les longueurs “réelles” et donc des vitesses “réelles”, et ensuite comparer ces valeurs au cours du temps et/ou en fonction de la localisation, et ceci de manière relative (+10 %) ou absolue (−0,7 mm/a).

   Attention, l'outil de mesure de distance de One Geology donne bien la longueur du trajet entre les deux points sélectionnés (distance pas très différente de la distance la plus courte à l'échelle régionale… mais qui diffère davantage si on mesure de très longues distances). Mais l'outil “règle” d'InfoTerre n'est lui valable que pour des mesures régionales valables en France car on remarque que si on mesure une distance près d'un pôle, alors la distance donnée sera de l'ordre de 10 000 km pour un quart de tour le long du parallèle 75°S… alors que c'est le petit cercle (tour complet) qui mesure environ 10 000 km à cette latitude ! L'outil d'InfoTerre semble donc juste convertir la distance “à l'écran” en utilisant l'échelle fixe d'affichage (qui doit correspondre à celle du centre de l'image). Cet outil est donc “limité” aux mesures “locales” (ce qui est déjà pas mal et utile pour les observations des cartes à 1/50k ou à l'échelle régionale).

5. Lorsqu'on connait l'angle au centre α (angle exprimé en radian) entre deux points A et B de la surface d'une sphère de rayon R, la longueur de l'arc AB à la surface de la sphère est donné par la relation AB = R×α [si on fait le tour de la sphère, angle de 2π, on retrouve la célèbre formule donnant le périmètre d'un cercle – ici un grand cercle de la sphère – à savoir : Périmètre = 2π×R]. Mais lorsqu'on a les coordonnées de deux points, on ne calcule rapidement, de tête, ni l'angle au centre, ni la longueur de l'arc. Heureusement, cette question est une question classique de géométrie pour laquelle la solution se trouve dans de nombreux livres et sur de nombreux sites internet… On donnera plusieurs exemples comme les documents ou pages trouvées sur les sites geodesie.ign.fr, bibmath.net, villemin.gerard… mais aussi celui du logiciel geogebra connu des élèves (utilisation en cours de mathématiques).

   Cela rappelle aussi le programme d'enseignement scientifique de première, dans lequel il est question de la forme de la Terre et de la détermination du chemin le plus court entre 2 points, chemin qui n'est pas la droite tracée sur une carte mais l'arc de grand cercle passant par ces points.

   Ce calcul peut donner des idées de travaux communs avec la physique et/ou les mathématiques pour des projets pluridisciplinaires ou bien pour un projet avec des élèves motivés. On peut aussi penser à l'écriture d'un programme en langage Python (langage dont l'enseignement est désormais au programme du lycée), programme Python qui pourra être utilisé pour déterminer des longueurs à partir du relevé de coordonnées de points sur une carte. Ceci pour mener à un travail en parallèle sur la détermination de coordonnées sur une carte par interpolation, la comparaison entre mesures “grossières” faites avec une échelle moyenne de 1/1M pour la carte de France et une mesure “exacte” avec les coordonnées… et possible travail sur les incertitudes de mesure et leurs influences sur les calculs, le même travail sur la carte du monde (là, il sera vite évident que mesurer et prendre l'échelle 1/35M pour toute mesure ne marche pas), calcul de déformation due à la projection sur carte en comparant la longueur mesurée et la longueur représentée en fonction de la position sur la sphère et de la position sur la carte… Et bien d'autres idées.

Après avoir lu ou parcouru les ressources proposées, répondez aux questions suivantes concernant la carte géologique du monde (version papier ou numérique) et le projet “orogènes”.

1. Repérez les plaques Nazca et Arabie. Commentez la facilité (limites “claires”) et/ou la difficulté (limites plus difficiles à définir, à priori) de suivre le contour des plaques tectoniques sur la carte géologique du monde.

2. Sur la carte géologique du monde, repérez les terrains sédimentaires mésozoïques, puis montrez, en 1 ou 2 endroits bien choisis, la réalité de la transgression mésozoïque, en expliquant le raisonnement. Trouver 1 ou 2 autres endroits où ce raisonnement semble indiquer l'inverse et expliquer pourquoi (que faut-il connaitre ou prendre en compte, en plus de la carte, pour une interprétation correcte ?).

   [Question subsidiaire] Même exercice sur la carte de France au millionième avec la transgression crétacée.

3. À partir du projet IGCP 667 et des calques présentés, discutez de la relative “stabilité” / “indéformabilité” des cratons en prenant un exemple au choix.

   Expliquez les limites de ce qu'on peut voir directement sur la carte géologique du monde si on cherche les traces d'une orogenèse à partir d'un lieu connu pour en faire partie. Par exemple, essayez en partant d'Écosse (Caledonia en latin) de retrouver les traces de l'orogenèse calédonienne sur la carte géologique du monde. Expliquez l'intérêt / le travail de la carte dédiée aux orogènes (et/ou du calque “orogènes calédoniens”).

   Allons en Afrique et intéressons-nous à l'orogenèse ”cadomienne-panafricaine” dont on voit la représentation en vert sur l'esquisse de carte mondiale des orogènes, de ce vert que l'on trouve entre le craton Ouest-africain et le craton du Congo. Que peut-on “lire” / “déduire” sur cette carte concernant l'histoire du Gondwana (formé à l'issue de l'orogenèse panafricaine) ?

1. Les descriptions suivantes sont faites à partir de la carte papier, plus complète (nom de lieux, détail des grands types de structures…). La “découverte” des contours des plaques est donc plus facile avec la carte papier, mais une fois les contours définis sur papier, ces limites se retrouvent aisément sur support numérique.

   La plaque Nazca porte le point chaud de l'ile de Pâques et sa ligne magmatique violette (sur la carte papier). À l'Ouest, la dorsale Pacifique est une limite assez facile à suivre même si 2 microplaques peuvent compliquer la situation (Pầques et Juan Fernandez). À l'Est, au large du Pérou et du Chili, la limite correspond à la frontière entre le fond océanique et les terrains continentaux, limites soulignée par l'indication d'un front de chevauchement (la zone de subduction, ici). Au Nord, la séparation avec la plaque Cocos est aussi assez visible avec quelques transformantes un peu grandes ; une limite “en subduction” existe entre Nazca et la plaque Caraïbes au Nord-Est, limite un peu difficile à déterminer.

   L'Arabie, ou plaque arabique, à une limite Sud de type dorsale qui la sépare de l'Afrique. À l'Est, dans la mer d'Arabie, la limite est une grande structure transformante océanique qui part de la dorsale au Sud-Est de l'Arabie et remonte vers Karachi, à la frontière indo-pakistanaise. À l'Ouest, la limite est continentale, part du Golfe d'Aqaba et remonte vers le Nord (Jordanie, Israël, Liban, Syrie…), c'est la faille du Levant (transformante). La limite Nord, entre faille du Levant à l'Ouest et le Pakistan à l'Est, correspond à la limite entre Arabie et Eurasie, au Sud des Monts Zagros, marquée par les grandes structures de chevauchements (de l'Eurasie sur l'Arabie). Attention à ne pas se laisser perturber par la masse de l'ophiolite d'Oman avec des contours très marqués.

   Pour quelques rappels concernant les modèles de plaques, vous pouvez (re)voir l'étape Mouvements de la couche limite thermique supérieure et tectonique des plaques de la formation en ligne 2019, avec en particulier le modèle MORVEL56 (site et article de référence) pour les contours de plaques et microplaques.

2. En cas de transgression “mondiale” (non due à un affaissement local mais bien à une hausse générale du niveau marin), on s'attend à ce que les terrains sédimentaires correspondants reposent sur des terrains antérieurs variés que les terrains déposés juste avant ne pouvaient recouvrir. De plus, en cas de transgression importante, on peut penser que les terrains suivants ne les recouvrent pas complètement, le niveau marin ayant ensuite baissé. Ici, on cherche donc des terrains mésozoïques reposant sur des terrains paléozoïques et protérozoïques variés (sédimentaires, plutoniques ou métamorphiques), discordances visibles car non recouvertes par des terrains cénozoïques postérieurs.

   On trouve cette disposition “favorable” à l'existence d'une transgression marine mésozoïque importante, par exemple, en Amérique du Nord où les terrains mésozoïques, au Nord-Ouest des grands lacs, reposent sur des terrains sédimentaires, volcaniques et endogènes d'âges variés. Des terrains cénozoïques sont aussi observés sur ces terrains mésozoïques mais en restant “en retrait” des limites d'expansion des terrains mésozoïques. On retrouve cela en Angleterre ou en France où les terrains mésozoïques reposent sur les socles du Massif Armoricain et du Massif Central alors que les terrains cénozoïques restent “en retrait” dans le Bassin Parisien et le Bassin Aquitain. On retrouve encore cette configuration en d'autres lieux comme les pays baltes et le Nord-Ouest de la Russie.

   Mais des configurations semblent contrarier ces observations. En restant en Amérique du Nord, mais cette fois sur la côte Est des États-Unis, on remarque que les terrains anciens des Appalaches sont “recouverts” en discordance par endroits par des terrains mésozoïques et en d'autres endroits pas des terrains cénozoïques… Transgression mésozoïque ou cénozoïque ? On retrouve cela sur la face orientale de l'Oural où les terrains anciens sont au contact essentiellement de terrains cénozoïques et non mésozoïques. On peut aussi évoquer la situation en Inde, au Sud de l'Himalaya, ou encore sur la face orientale des Andes… Ces observations doivent nous rappeler que les informations topographiques n'apparaissent pas à cette échelle. Il est donc nécessaire d'avoir une connaissance préalable des principaux reliefs, de leur date de mise en place et aussi de l'existence de tectonique locale (orogenèses, bassins sédimentaires, sédimentation “continentale” de démantèlement de chaines de montagne…). Il faut de plus tenir compte de l'érosion : des terrains d'âges donnés ne sont pas observés en un endroit s'ils ne s'y sont jamais déposé… mais aussi s'ils ont depuis été érodés. Au “contact” d'une chaine de montagne (Appalaches, Oural, Andes…), il est évident qu'en cas de transgression ces terrains ne sont pas recouverts… ou peu recouverts, couverture éventuellement vite érodée par la suite puis remplacée par une couverture plus récente. Ajoutons à cela des mouvements tectoniques locaux et une couverture récente peut s'expliquer non pas par un niveau marin récent plus élevé mais par une subsidence locale qui permet des dépôts récents même avec un niveau marin plus bas. De même, les bassins périphériques des chaines de montagne n'impliquent pas un niveau marin élevé pour y déposer en quantité et/ou sur de grandes étendues des sédiments liés de l'érosion.

   [Passage à la carte de France au millionième]

   Sur la carte de France, on retrouve la transgression crétacée (couche “c2”) sur le Massif Armoricain. C'est moins “évident” sur le Massif Central. On ne retrouve pas du tout cela à l'Est du Bassin Parisien où les terrains suivent un ordre chronologique d'Est en Ouest, les terrains “récents” apparaissant de plus en plus vers le centre du bassin. Ceci s'explique ici facilement par l'ouverture du Fossé Rhénan et la surrection des Vosges (et de la Forêt Noire). La partie orientale du Bassin Parisien, soulevée a été soumise à l'érosion… Érosion qui affecte d'abord les terrains superficiels. Les terrains du Crétacé ont été “décapés partout, puis les ceux du Jurassique, surtout à l'Est, ceux du Trias ayant alors été mis à l'affleurement en bordure des Vosges. On peut mettre en évidence cette érosion par la présence d'un ilot de “c” sur le Seuil de Bourgogne au Nord-Est de Dijon. Remarquons qu'on a ici une définition stratigraphique plus précise qu'avec la carte géologique du monde et que l'on peut trouver des traces de transgression crétacée en d'autres lieux si on passe à l'échelle du 1/50k avec des cartes qui permettront de préciser localement les niveaux les plus transgressifs (et si ce ne sont pas les mêmes partout, cela implique des variations tectoniques locales).

3. Si les cratons (voir le calque “cratons”) sont indéformables, ils ne devraient pas être impliqués dans des orogènes. On trouve cependant des traces de l'orogenèse éburnéenne sur des cratons d'Amérique du Nord et d'Afrique, cratons africains aussi marqués par l'orogenèse panafricaine. Cela peut sembler contradictoire mais cela dépend de la définition que l'on donne à “craton” et à “orogène”. Si on considère comme craton toute région des roches archéennes affleurent où forment le “socle” et qu'un plissement modéré et/ou un bassin intracontinental sont des marqueurs d'orogène, alors la contradiction disparait. On peut penser que les cratons indiqués sont les zones à “socle” archéen localement légèrement modifiés par les orogenèses les plus anciennes.

   En partant du cas de l'Écosse, si on cherche par similitudes de terrains et structures les traces de l'orogenèse calédonienne, on repère facilement, sur la carte géologique du monde, les côtes norvégiennes, et, si on pense à traverser l'Atlantique, les côtes orientales d'Amérique du Nord… Mais pas nécessairement le Groenland ni l'Asie. De plus, le découpage stratigraphique n'est pas toujours suffisant pour dater les structures orogéniques, et une structure affectant un terrain d'âge donné ne peut être daté que de manière relative : l'évènement est postérieur à l'âge du terrain… ce qui peut correspondre à toutes les orogenèses postérieures à sa mise en place. La carte des orogènes est basée sur la géologie mais aussi sur la datation relative et absolue des évènements tectoniques orogéniques et de leurs traces (structures visibles à l'échelle mondiale mais aussi structures “profondes” tracées par le métamorphisme pour les chaines anciennes aujourd'hui érodées. Surtout, un terrain géologique cartographié à l'échelle mondiale masque les traces orogéniques locales observées de manière directe ou indirecte : la carte des orogènes “décape” le globe de tous les terrains superficiels non affectés.

   Les traces de l'orogenèse panafricaine sont trouvées en Afrique mais aussi en Amérique du Sud, en Arabie, à Madagascar, en Inde, en Australie (et même en Antarctique non visible en l'état actuel du projet). Cela montre que le Gondwana rassemblait tout ces “blocs” aujourd'hui dispersés. On remarque, de plus, que ces blocs ne sont séparés que par les océans actuels sans traces entre eux d'ororgenèses postérieures à l'orogenèse panafricaine (même s'ils sont affectés par d'autres orogenèses en périphéries). Cela montre la stabilité du Gondwana depuis sa formation jusqu'à l'ouverture des océans actuels, il y a donc moins de 250 Ma.