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Y a-t-il un continent enfoui sous le Tibet ?

Emplacement de l'Inde dans le Gondwana d'après van Hinsbergen et al., 2019. LH est le Moyen Himalaya, GH est le Haut Himalya, TH est la Téthys Himalaya. Voir le texte.

En septembre 2019, la presse annonçait qu’un continent enfoui sous l’Europe avait été découvert : le Grand Adria. Elle relayait un article de la prestigieuse revue scientifique Gondwana Research, rédigé par une équipe de géologues dont le Néerlandais Douwe van Hinsbergen, le Norvégien Trond Torsvik et le Suisse Stefan Schmid. C’était l’aboutissement d’une dizaine d’années de travail. Les recherches prennent toujours du temps, surtout en géologie, et il est rare qu’une découverte soit soudaine.

Pendant ce temps, van Hinsbergen étudiait un autre continent disparu : la Grande Inde (Greater India en anglais). Il a publié un article à ce sujet dans la revue Tectonophysics en juin 2019 – le manuscrit ayant été envoyé deux ans plus tôt. On sait que l’Himalaya résulte de la collision de l’Inde avec l’Asie, mais le déroulement exact de cet événement demande toujours à être précisé. Un océan, la Néotéthys, les séparait autrefois. Il est entré en subduction sous l’Asie, c’est-à-dire que son plancher s’est enfoncé dessous. Quand il a été entièrement fermé, l’Inde a embouti l’Asie, ce qui a entraîné la surrection de l’Himalaya. Cette collision peut être comparée à celle de deux voitures, sauf qu’elle est beaucoup plus lente, et les montagnes correspondent à de la tôle froissée.

Reconstitution des plaques lithosphériques il y a 100 millions d’années d’après la thèse de Pierre Dèzes, Tectonic and metamorphic Evolution of the Central Himalayan Domain in Southeast Zanskar (Kashmir, India). Mémoires de Géologie (Lausanne) , 1999. L’Australie, l’Antarctique, l’Inde, l’Afrique et l’Amérique du Sud sont issus de la dislocation du supercontinent Gondwana. L’inde se prolongeait loin vers le nord.

Comment ce continent a été découvert

En fait, l’histoire ne s’arrête pas là. La plaque indienne s’est à son tour enfoncée sous l’Asie et les géologues la soupçonnent d’être responsable de l’élévation du plateau tibétain, un vaste territoire inhospitalier situé au nord de la chaîne himalayenne dont l’altitude moyenne approche les 5 000 mètres et qui est cependant assez plat. C’est assez surprenant. On s’était fait à l’idée qu’une plaque océanique peut s’enfoncer dans le manteau terrestre, car avec le temps, elle devient plus dense que lui. Les plaques continentales sont au contraire moins denses que le manteau et ne devraient donc pas « sombrer » dedans.

Pourtant, de la croûte continentale gît bel et bien sous le Tibet. Jusqu’à une époque récente, il y avait du volcanisme. L’analyse des laves a montré qu’elles sont riches en potassium, ce qui est une caractéristique des roches continentales comme le granite. De la croûte continentale a donc fondu (phénomène appelé l’anatexie) et le magma produit est monté vers la surface. On y a même trouvé des fragments de roches qui sont clairement de type indien. En 2005, l’étude des données sismiques a conduit Zhou Huawei et Michael Murphy, de l’université de Houston, à dire que la lithosphère indienne était enfouie sous la presque intégralité du plateau tibétain, entre 165 et 260 kilomètres de profondeur.

Fermeture de la Néotéthys et naissance de l’Himalaya d’après Meng Jun et al., 2012.

Les chercheurs tentent à présent de déterminer l’extension et la forme de ce continent enfoui, qui a été appelé la Grande Inde (Greater India en anglais). Il s’agit en fait d’un prolongement du craton indien, qui correspond à la partie actuellement visible de l’Inde et dont l’âge remonte à plus de 2,5 milliards d’années. Mais les géologues lui ont donné un nom spécifique. Dans une étude publiée en avril 2019, une équipe conduite par Meng Jun, de l’Université des Géosciences de Beijing, a estimé que sa surface était supérieure à 4,7 millions de kilomètres carrés. C’est au moins autant que le sous-continent indien actuel, dont la superficie est de 4,4 millions de kilomètres carrés ! Toute cette étendue a été perdue par subduction.

Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs ont étudié des roches de la Téthys Himalaya, une couche de sédiments datés du Cambrien à l’Éocène (soit de 541 à 34 millions d’années), dont l’épaisseur atteint 10 kilomètres. Elle constitue les plus hauts sommets, dont l’Everest, qui est en calcaire de l’Ordovicien (de 485 à 443 Ma). Ces sédiments se sont déposés sur une zone de la Grande Inde qui se trouvait sous la mer. On l’appelle une plate-forme continentale. L’équipe de Meng Jun a déterminé la paléolatitude de ces roches lors de leur formation il y a 130 millions d’années, durant le Crétacé inférieur. Ils ont trouvé que le craton indien se trouvait loin de cette plate-forme, à des distances variant entre 1 000 et 2 000 km.

Une nouvelle théorie

Douwe Van Hinsbergen, Peter Lippert, Trond Torsvik et trois autres chercheurs étaient arrivés à un résultat similaire en 2011. Voici comment ils la voyaient, il y a 40 et 60 millions d’années :

Dans l’article de la revue Tectonophysics publié en juin 2019, les deux premiers ont présenté une nouvelle théorie sur la formation de l’Himalaya et du plateau tibétain. D’après eux, un bassin océanique s’est ouvert durant le Crétacé au sein de la Grande Inde. Une partie de ce continent a par conséquent été isolée. Elle est devenue un micro-continent, entre le bassin océanique au sud et la Néotéthys au nord, dont il reste des vestiges dans la Téthys Himalaya (en bleu clair sur la carte géologique) et dans le Haut Himalaya (en orange). Cette dernière zone comprend des sédiments métamorphisés, qui ont été datés du Paléozoïque. Des granites clairs (ou leucogranites, en noir) se sont introduits dedans il y a entre 32 et 14 millions d’années.

Carte géologique de l’Himalaya d’après la thèse de Pierre Dèzes.

La vieille croûte océanique de la Néotéthys, qui remontait au Jurassique et aux époques antérieures, s’est enfoncée sous l’Asie (plus exactement sous le futur plateau tibétain) avec une vitesse exceptionnellement élevée de 16 centimètres par an. Elle descendait jusqu’au manteau inférieur, à 660 km de profondeur, dans lequel elle poursuivait sa route pliée à la manière d’un spaghetti. Il y a environ 58 millions d’années, le micro-continent Téthys Himalaya – Haut Himalaya a buté contre l’Asie. Il a été décapité : une partie est restée en surface tandis que l’autre partie disparaissait sous l’Asie. La jeune croûte du bassin océanique de la Grande Inde est entrée à son tour en subduction. Quand la partie du micro-continent qui avait sombré a atteint le manteau inférieur il y a environ 50 millions d’années, la vitesse a chuté sous les 8 centimètres par an. La subduction est alors devenue « plate » : la plaque plongeante, celle du bassin océanique, s’enfonçait peu dans le manteau. Elle s’est mise à glisser sous l’Asie, entraînant le raccourcissement et l’épaississement de sa croûte. Il y a 40 millions d’années, le plateau tibétain a commencé à s’élever.

Ainsi, van Hinsbergen et ses collaborateurs sont revenus sur l’hypothèse d’une Grande Inde entièrement continentale, qui a jusqu’à présent eu la faveur des géologues. C’est tout le sens de leur publication. Ils ont jugé peu probable qu’une plaque continentale puisse entrer en subduction à une telle vitesse, vu sa faible densité. L’estimation de plus de 4,7 millions de kilomètres carrés calculée par Meng Jun (dont ils n’avaient pas connaissance) peut toujours être considérée comme exacte, mais cette surface devait être partiellement océanique.

On peut cependant toujours admettre que de la croûte continentale s’est glissée sous les 2 millions de kilomètres carrés du plateau tibétain, puisque la subduction continentale est un phénomène reconnu. Émile Argand l’avait déjà supposé en 1924, en remarquant que la croûte y était de 70 km, soit le double de la normale.

La comparaison entre la Grande Inde et le Grand Adria et tout à fait possible, même si la subduction du second continent sous l’Europe n’a pas engendré d’aussi hauts sommets que l’Himalaya. Les montagnes qui bordent la côte orientale de la mer Adriatique résultent de sa collision avec l’Europe et une partie s’est enfouie sous les Balkans.

Voir Un ancien continent ayant existé entre l’Europe et l’Afrique vient d’être reconstitué

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Douwe van Hinsbergen et al., Restoration of Cenozoic deformation in Asia and the size of Greater India, Tectonics, 15 September 2011.

Douwe van Hinsbergen et al., Reconstructing Greater India: Paleogeographic, kinematic, and geodynamic perspectives, Tectonophysics 760, 69–94, 2019.

Meng Jun et al., India-Asia collision was at 24°N and 50 Ma: palaeomagnetic proof from southernmost Asia, Scientific Reports, 5 December 2012.

Meng Jun et al., Defining the Limits of Greater India, Geophysical Research Letters, 4 April 2019.

Zhou Huawei, Michael Murphy, Tomographic evidence for wholesale underthrusting of India beneath the entire Tibetan plateau, Journal of Asian Earth Sciences, Volume 25, Issue 3, Pages 445-457, June 2005.

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