Image de la semaine | 05/04/2010

Les sliding stones ou gliding stones (pierres qui glissent) de Racetrack Playa, Californie

05/04/2010

Pierre Thomas

Laboratoire de Sciences de la Terre / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

Résumé

Courses de pierres voyageuses (sailing stones) près de la Vallée de la Mort.


Une pierre qui glisse (gliding stone, ou sliding stone, ou sailing stone), lac asséché de Racetrack Playa, Californie

Figure 1. Une pierre qui glisse (gliding stone, ou sliding stone, ou sailing stone), lac asséché de Racetrack Playa, Californie.

Le lac temporairement asséché (pendant les périodes sèches) de Racetrack Playa en Californie est parcouru de traces mystérieuses montrant que de gros blocs de roche (30  m de diamètre pour celui-ci) se sont déplacés quand la boue du lac était encore humide, et ont laissé une trace derrière eux.


Une autre trace laissée par le mouvement d'une pierre plus petite, Racetrack Playa, Californie

Figure 2. Une autre trace laissée par le mouvement d'une pierre plus petite, Racetrack Playa, Californie.

Les personnages donnent l'échelle.

Au fond, le lac n'est pas totalement asséché et est recouvert d'un film d'eau.


La semaine du 1er avril, on fait souvent des « poissons d'avril », en général en donnant une information qui pourrait être vraie mais qui est en fait un canular. Le nec plus ultra du poisson d'avril, un poisson d'avril de deuxième ordre en quelque sorte, c'est de proposer une information qui ressemble à un canular mais qui est vraie. Voici un de ces poissons d'avril de deuxième ordre : les sliding stones (ou gliding stones) = les pierres qui glissent, sur Racetrack Playa (la plage du champ de course), en Californie.

Sur le lac temporaire (asséché pendant les périodes sèches) de Racetrack Playa, de mystérieuses traces sont visibles dans la boue séchée et craquelée, traces manifestement laissées par des blocs rocheux qui ont avancé « tout seul » dans la boue encore humide, blocs qu'on retrouve systématiquement à l'extrémité des traces. Ces blocs sont en grès ou en dolomie, roches qui forment les rives du lacs, du moins dans ses parties rocheuses. Traces et blocs ont été figés lors de l'assèchement temporaire du lac. Ces traces sont-elles un canular, où ont-elles une origine géologiques ?

Le lac temporaire de Racetrack Playa se trouve en Californie, à 35 km à l'Ouest de la célèbre Vallée de la Mort (Death Valley). Il s'agit d'une dépression fermée et endoréique, à fond plat. Ce fond plat correspond en fait à un dépôt d'argile très fine qui sédimente au fond d'un lac temporaire, mis en eau à la saison humide, lors de la fonte des neiges, ou après de gros orages estivaux.

Contexte morphologique de Racetrack Playa, paysage caractéristique des Basins and Ranges de Californie et du Nevada

Figure 3. Contexte morphologique de Racetrack Playa, paysage caractéristique des Basins and Ranges de Californie et du Nevada.

Les traces sont situées dans les dépôts argileux plats du fond du lac temporaire, dépôts qui paraissent très clairs sur cette photo prise en plein soleil en milieu de journée.

Le fond du lac est à une altitude de 1126 m ; ses dimensions sont de 5 x 1,5 km.


La figure suivante est une vue Google Earth plus rapprochée montrant le contexte morphologique de ce lac temporaire, ainsi que le « mode d'emploi » pour obtenir les 11 photographies qui suivent. En effet, les photographie de Stéphane Labrosse ont été prises il y a de nombreuses années. Il s'agit de scans de photographies papier, qui n'ont pas la qualité des images numériques actuelles. De plus, le lac n'était pas complètement sec ce jour là, et de nombreuses parties du lacs étaient inondées et inaccessibles. Grâce à Google Earth, il est possible de compléter cette série par des dizaines d'images de ces sliding stones en toutes saisons, avec tous les éclairages possibles, en différents points du lac...

Localisation de Racetrack Playa, avec aperçu "Panoramio"

Figure 6. Localisation de Racetrack Playa, avec aperçu "Panoramio".

Le lac temporaire est alimenté par des ruisseaux eux aussi temporaires. Ce sont des épisodes pluvio-orageux ou la fonte des neiges quelque part dans les bassins versants de ces ruisseaux qui alimentent temporairement.

Grâce à la fonction "Panoramio" (surlignée en bleu) que l'on trouve sur Google Earth, on peut profiter de dizaines de clichés « panoramiques » mis sur Google Earth par des internautes. Chaque petit carré bleu sur le lac correspond à une (ou plusieurs) image(s) disponible(s) en cliquant sur chaque carré. Nous vous en avons sélectionné 11.



Traces de pierres parallèles au rivage (donc horizontales), qui ne suivent pas la (très très faible) ligne de plus grande pente, Racetrack Playa, Californie

Figure 11. Traces de pierres parallèles au rivage (donc horizontales), qui ne suivent pas la (très très faible) ligne de plus grande pente, Racetrack Playa, Californie.

Les blocs ne sont donc pas mis en mouvement par un glissement le long d'une pente, contrairement à ce que pourrait laisser penser la figure précédente.


Une pierre en bout de piste, sliding stone à Racetrack Playa, Californie

Figure 12. Une pierre en bout de piste, sliding stone à Racetrack Playa, Californie.

Le bourrelet d'argile situé devant le bloc témoigne de sa progression dans une boue molle et déformable.


Une pierre en bout de piste, Racetrack Playa, Californie

Figure 13. Une pierre en bout de piste, Racetrack Playa, Californie.

Le bourrelet d'argile situé devant le bloc témoigne de sa progression dans une boue molle et déformable.

Gros plan de la photo précédente.




Sliding stones à trajectoires complexes, Racetrack Playa, Californie

Figure 16. Sliding stones à trajectoires complexes, Racetrack Playa, Californie.

Les blocs numérotés 1 à 4 ont suivi des trajectoires parallèles, sans doute dues à une même cause. La trajectoire du bloc 2 recoupe celle du bloc 1, ce qui est « chronologiquement » normal si les 2 blocs suivaient en même temps et à la même vitesse ces trajectoires parallèles. La trajectoire du bloc 2 recoupe celle du bloc 5. Depuis l'intersection, le bloc 2 a parcouru une distance beaucoup plus grande que le bloc 5. Il est probable que le bloc 5 ne bougeait pas alors que le bloc 2 le faisait, ou alors que le bloc 5 allait très lentement et s'est fait rattraper puis dépasser par le rapide bloc 2. Une course est engagée.



Quelle(s) peu(ven)t être l' (les) origine(s) de tels mouvement de blocs ?

Que ces centaines de blocs aient été déplacés par des centaines de farceurs pour monter un gigantesque canular est peu vraisemblable. En effet, ces blocs se sont déplacés sur une boue « meuble » comme l'attestent les bourrelets latéraux du sillon et, surtout, le bourrelet frontal devant les blocs. Et quand la boue de ce lac est encore humide et meuble, un piéton y laisse des traces, traces qu'on ne voit pas ni à côté ni derrière chaque bloc mobile.

Traces de pas laissées dans l'argile du fond du lac quand celle-ci était humide, Racetrack Playa, Californie

Stéphane Labrosse a eu la chance d'être présent à un moment où l'eau du lac montait et ennoyait de vieilles traces.

Partie basse, inondée, du lac temporaire, Racetrack Playa, Californie

Figure 19. Partie basse, inondée, du lac temporaire, Racetrack Playa, Californie.

Au premier plan, on voit les marques des différents niveaux atteints par l'eau.


Envahissement progressif des parties les plus basses du lac temporaire par l'eau, Racetrack Playa, Californie

Figure 20. Envahissement progressif des parties les plus basses du lac temporaire par l'eau, Racetrack Playa, Californie.

Envahissement pouvant être dû à la Remontée de la nappe phréatique, à l'arrivée d'un ruisseau amenant l'eau de la fonte des neiges, etc. La couche d'eau, très mince sur ce fond plat, recouvre progressivement de vastes surfaces. Elle noie des traces de pas laissées quelques minutes auparavant par le photographe.


Trace avec son bloc terminal en train de se faire envahir par la montée des eaux... Racetrack Playa, Californie

... Quelques minutes plus tard, même trace en train de se faire envahir par la montée des eaux, Racetrack Playa, Californie

Figure 22. ... Quelques minutes plus tard, même trace en train de se faire envahir par la montée des eaux, Racetrack Playa, Californie.

L'eau s'est avancée, et le bloc est maintenant plus loin de la « ligne de rivage » que sur la photo précédente.


Les photographies 18 à 22, ainsi que la photographie 16 permettent de « valider » les explications les plus communément admises pour expliquer ce phénomène. La première explication fait appel au vent. Quand le lac est « en eaux », sa profondeur est très faible vue l'horizontalité du fond. Les blocs dépassent de l'eau, mais leur base repose sur une argile éminemment glissante. Des vents qui, localement peuvent dépasser 120 km/h peuvent alors pousser et faire glisser les blocs, dans des directions sub-parallèles, mais avec des vitesses différentes dépendant de la friction au niveau de la base de chaque bloc. La deuxième explication fait appel à la glace et au vent. Les nuits d'hiver, la faible tranche d'eau peut geler sur quelques centimètres d'épaisseur. Sous la couche de glace subsiste une tranche d'eau. Les blocs sont pris dans la couche de glace, mais leurs parties hautes dépassent de la couche de glace. Si le lac n'est pas entièrement pris par les glaces, des « banquises » de plusieurs centaines de mètres carrés pourront dériver sur le reste du lac encore liquide ; en cas de vent, ces banquises pourront alors entraîner ensemble de nombreux blocs qui glisseront sur le fond. Cela peut expliquer le quasi absolu parallélisme de certaines trajectoires. Que ce soit avec ou sans glace, des variations de directions du vent entraîneront ces si énigmatiques variations de trajectoires.

D'autres explications sont disponibles sur ces sliding (gliding, sailing) stones, ainsi qu'une bibliographie complète, et en particulier la thèse de Paula Messina (360 pages, en anglais, en accès libre).