Des scientifiques élucident pourquoi le Colorado River a disparu des archives géologiques pendant 5 millions d’années

Le mystère des cinq millions d’années

Le fleuve Colorado est l’une des étendues d’eau les plus célèbres, importantes et culturellement emblématiques des États-Unis. Il constitue aujourd’hui l’un des cours d’eau principaux du sud-ouest des États-Unis et du nord du Mexique. Avec une longueur impressionnante de 2 330 kilomètres (1 450 miles), il se classe au cinquième rang des fleuves les plus longs du pays. Ce cours d’eau est alimenté par de nombreux affluents qui forment ensemble le bassin du fleuve Colorado.

Loin d’être un simple élément naturel du paysage, cette voie d’eau représente une véritable source de vie. Une grande variété de créatures dépend directement de ses eaux pour survivre, tout comme 36 millions d’Américains. L’histoire ancienne de ce géant naturel a pourtant longtemps laissé les chercheurs face à une énigme majeure. Les géologues savaient que le fleuve Colorado existait dans l’ouest de l’État du Colorado il y a 11 millions d’années. Ils savaient de la même manière qu’il avait fini par sortir du Grand Canyon il y a environ 5,6 millions d’années.

Le mystère résidait dans l’intervalle entre ces deux périodes. Le fleuve a largement disparu des archives géologiques pendant ces quelque 5 millions d’années. Les spécialistes se demandaient ce qui s’était passé durant ce laps de temps et comment l’eau avait pu naviguer à travers le terrain complexe séparant ces deux points géographiques.

La théorie du déversement lacustre et l’arche de Kaibab

Une nouvelle étude propose une explication à cette disparition temporaire. Durant cet intervalle, le fleuve se serait écoulé dans un lac en amont, situé juste à l’est du Grand Canyon, sur un territoire qui abrite aujourd’hui une partie de la nation Navajo. Les eaux s’y sont accumulées pendant plusieurs millions d’années. Ce n’est qu’à l’issue de cette période que le fleuve Colorado s’est déversé pour la toute première fois dans le Grand Canyon.

Ce déversement a marqué la transformation de la voie d’eau en un fleuve d’échelle continentale, lui permettant par la suite de relier l’intérieur du continent au golfe de Californie. John He, géologue à l’UCLA et premier auteur de l’étude, l’a formulé dans une déclaration officielle : « D’une certaine manière, vous pourriez vraiment y penser comme la naissance du fleuve Colorado que nous connaissons aujourd’hui. Il y a des rivières partout, mais un fleuve qui transporte de l’eau et des sédiments à travers le continent relie la vie dans toute la région, et l’écosystème entier a probablement changé à la suite de l’arrivée du fleuve Colorado dans le bassin. »

L’obstacle principal sur le trajet préhistorique du fleuve était l’arche de Kaibab, un point culminant topographique situé au nord de l’Arizona et au sud de l’Utah. John Douglass, co-auteur et géologue au Paradise Valley Community College, précise la complexité de la situation : « Les géologues ont proposé plus d’une douzaine d’hypothèses pour la formation du canyon et le chemin du fleuve Colorado, ». Parmi les scénarios imaginés pour expliquer comment le fleuve a franchi cet obstacle, seul celui du déversement d’un lac a été rendu plus plausible par ces nouvelles preuves.

Les zircons, ces chambres fortes temporelles

L’origine de cette recherche remonte à une rencontre sur le terrain entre John He, John Douglass et Emma Heitmann, de l’Université de Washington. Les trois chercheurs étudiaient les dépôts restants du lac Bidahochi, un ancien lac situé sur les terres de la nation Navajo. La majeure partie des sédiments de cette étendue d’eau disparue s’est érodée, ce qui limite considérablement les connaissances actuelles sur sa taille réelle. Les géologues ignorent les rivières exactes qui alimentaient cet ancien plan d’eau, ainsi que la raison précise de sa disparition.

Pour comprendre la provenance des sédiments du lac Bidahochi, John He a cherché des zircons dans le grès prélevé sur le site par l’équipe. Ces cristaux microscopiques se forment lors du refroidissement du magma. Étant donné qu’ils ne se dégradent pas et changent très peu au fil du temps, ils constituent d’excellentes signatures géochimiques du moment exact de leur création. Le zircon se trouve couramment dans le granit et d’autres roches volcaniques, ce qui explique son abondance dans de nombreux sédiments après l’érosion de sa roche mère.

Les géologues utilisent une technique appelée géochronologie des zircons détritiques. À l’aide de lasers ou de faisceaux d’ions, ils mesurent les rapports entre les isotopes de l’uranium et du plomb dans des centaines de zircons d’un même échantillon. Le spectre d’âge obtenu, appelé signature détritique, permet de connaître la source d’un dépôt et l’époque de sa formation. « Les zircons sont certains des plus anciens fragments de notre Terre, » explique John He. « Ils sont comme de petites chambres fortes temporelles, et en regardant l’âge et la signature géochimique des zircons, nous pouvons dire d’où provient un sédiment qui a été déplacé par une rivière. »

Une collaboration inattendue et des preuves fossiles

En étudiant ces signatures détritiques, le géologue a remarqué ce qu’il pensait être la trace de sédiments connus pour avoir été déposés par le fleuve Colorado. Surpris par cette découverte, il a partagé ces données avec John Douglass. Il s’est avéré que ce dernier recherchait la même chose, en collaboration avec Ryan Crow et ses collègues de l’US Geological Survey (USGS). Face à cette convergence, ils ont décidé de former une équipe avec d’autres géologues de l’USGS et des confrères de l’Arizona Geological Survey, de l’Université de l’Oklahoma et de l’Université de Washington.

Les chercheurs ont commencé à comparer les signatures détritiques récoltées par John He et Ryan Crow avec des dépôts connus de l’ancien fleuve Colorado. Les résultats ont révélé que les signatures des sédiments déposés il y a 6,6 millions d’années dans le lac Bidahochi correspondaient étroitement à celles d’autres dépôts du fleuve Colorado situés en aval et en amont. Cette correspondance incluait notamment les dépôts de la formation de Browns Park, dans le nord de l’Utah et du Colorado.

Les résultats s’appuient sur l’analyse de ces échantillons de grès, qui viennent compléter des preuves paléontologiques antérieures. Les couches rocheuses de cette période présentent des signes clairs d’ondulation, indiquant qu’une rivière à fort courant se jetait dans une eau stagnante. En parallèle, des fossiles de grandes espèces de poissons ont été découverts dans la région. Ces fossiles appartiennent à des espèces marines connues pour évoluer spécifiquement dans des eaux à courant rapide.

La naissance d’un réseau fluvial continental

Toutes ces lignes de preuves convergentes indiquent fortement que le fleuve Colorado fournissait de l’eau et des sédiments au bassin de Bidahochi avant de déborder. Cette dynamique a préparé le terrain pour que l’eau se fraie un chemin dans le Grand Canyon, devenant ensuite la voie majestueuse qui a sculpté une grande partie de ce vaste paysage. Des preuves indiquent que la vie a commencé à s’intégrer dans un écosystème global à travers le bassin du fleuve Colorado pendant ce chapitre manquant de son histoire.

La formation du Grand Canyon ne s’est pas faite en une seule étape, mais a été progressivement creusée par de multiples phases sur une longue période. L’ampleur de la contribution du fleuve Colorado à ce processus reste un sujet de débat. Ryan Crow, auteur correspondant de l’USGS, précise : « D’autres processus, tels que la tuyauterie karstique, qui implique le transport de l’eau à travers la roche, et l’érosion régressive, peuvent avoir également contribué à l’établissement du cours du fleuve. Certains tronçons ont probablement été nouvellement creusés, et d’autres auraient été considérablement approfondis par le fleuve Colorado intégré sur des millions d’années. »

Le mystère de ces cinq millions d’années trouve enfin une réponse structurée, publiée dans la revue Science. Pour John He, cette révélation dépasse le simple cadre scientifique : « Je pense qu’il y a quelque chose d’unique et d’inquiétant lorsque l’histoire de la planète est étalée sous nos yeux, mais que nous ne pouvons pas la lire complètement. Nous avons toujours su que le Grand Canyon est là, ce mur de roche massif et imposant, mais nous apprenons chaque jour davantage comment il s’est formé, ».

Selon la source : iflscience.com