Image de la semaine | 03/12/2012

Bryce Canyon (Utah, USA), un musée des formes d'érosion torrentielle dans des argiles gréseuses plus ou moins indurées

03/12/2012

Auteur(s) / Autrice(s) :

  • Pierre Thomas
    ENS de Lyon - Laboratoire de Géologie de Lyon

Publié par :

  • Olivier Dequincey
    ENS de Lyon / DGESCO

Résumé

Crêtes et pinacles dus à la présence de niveaux indurés lors d'une érosion intense.


Vue sur Bryce Canyon, Utah, USA
Figure 1. Vue sur Bryce Canyon, Utah, USA — ouvrir l’image en grand

Bryce canyon est typique des formes d'érosion torrentielles se produisant dans une série sédimentaire tabulaire constituée d'alternances d'argiles, d'argiles gréseuses et d'argiles calcaires (marnes). Suivant la teneur en grès ou en carbonate, ces argiles sont plus ou moins résistantes à l'érosion. Cette érosion creuse des ravins, aux pentes de plus en plus raides en fonction de la résistance à l'érosion ; les pentes peuvent même être verticales quand la roche est très résistante à l'érosion (argile gréseuse ou argile calcaire bien indurées). Ces ravins isolent des crêtes, qui peuvent même devenir des pinacles. Ces figures sont localement nommées « hoodoos ». Les sommets de ces crêtes et pinacles sont souvent situés dans un même plan, car formés des restes d'une couche particulièrement résistante à l'érosion.

Bryce Canyon est sans doute un des parcs nationaux les plus spectaculaires de l'Ouest américain. Il s'agit d'un ensemble de « cirques » entaillant un plateau, dont la coalescence constitue le bassin de réception d'un système d'érosion torrentiel amont d'un affluent du Colorado. La série stratigraphique locale, tabulaire, est constituée d'une alternance de dépôts continentaux d'âge paléocène (≈-60 Ma) principalement argileux, dépôts qui font partie de la Claron Formation. Cette argile est très souvent colorée en rouge par des oxydes ferriques (Fe3+). La résistance de ces couches à l'érosion est variable, du fait d'une teneur variable en grès et en carbonates. L'érosion par les eaux de ruissellement creuse des ravins, aux pentes de plus en plus raides en fonction de la résistance à l'érosion ; les pentes peuvent même être verticales quand la roche est très résistante à l'érosion (argiles gréseuses ou argiles calcaires bien indurées). Ces ravins isolent des crêtes, qui peuvent même devenir des pinacles. Ces figures sont localement nommées hoodoos. Les sommets de ces crêtes et pinacles sont souvent situés dans un même plan horizontal, car formés des restes d'une couche particulièrement résistante à l'érosion. Quand ils forment des pinacles chapeautés par un fragment de couche particulièrement résistante, ces hoodoos peuvent alors être appelés « cheminées de fée » ou « demoiselles coiffées ».

Ce modelé est certes fonction de la nature du sous-sol, mais il est aussi fonction de la topographie et du régime des pluies. Le plateau se situe à environ 2500 m d'altitude, le pied des escarpements à 2300 m, ce qui fait 200 m de dénivelé sur une faible distance. La vitesse des eaux de ruissellement y est forte. La pluviométrie moyenne est assez faible (450 mm/an), mais la majorité de cette eau tombe pendant de brefs mais violents orages d'après-midi de fin d'été, où il tombe souvent 50 litres d'eau par m2 et par heure. Cette énorme quantité d'eau tombe sur un sol très sec et imperméable, elle ruisselle sans s'infiltrer, et a une grande puissance érosive.

On peut comparer cette morphologie d'érosion avec celle qu'on trouve dans les Badlands (région du parc national des Badlands dans le Dakota du Sud), où une érosion dans un relief assez similaire avec un régime pluviométrique voisin entaille une série argileuse beaucoup plus homogène et globalement moins résistante à l'érosion.

Figure d'érosion dans le Parc national des Badlands, Dakota du Sud, USA
Figure 5. Figure d'érosion dans le Parc national des Badlands, Dakota du Sud, USA — ouvrir l’image en grand

Dans les Badlands, les conditions d'érosion sont assez similaires à celles de Bryce Canyon, à une différence près : la série sédimentaire est beaucoup plus homogène et principalement composée d'argiles (peu gréseuses et peu carbonatées)... d'où une morphologie différente.

Pour le plaisir des yeux, nous vous montrons quelques photographies prises en deux saisons et avec trois horaires de prise de vue différents. Il y aura tout d'abord des vue prises du rebord du plateau, puis des vues que l'on peut prendre en descendant la pente et en se « promenant » au sein des hoodoos.

Localisation des parcs nationaux de Bryce Canyon, dans l'Utah (en rouge), et des Badlands, dans le Dakota du Sud (en jaune)
Figure 19. Localisation des parcs nationaux de Bryce Canyon, dans l'Utah (en rouge), et des Badlands, dans le Dakota du Sud (en jaune) — ouvrir l’image en grand