Le plus grand affluent du fleuve Colorado coule « en montée » sur plus de 100 milles – et les géologues pourraient enfin avoir une explication à cela

Les géologues ont peut-être enfin résolu un mystère de longue date entourant le plus grand affluent du fleuve Colorado, qui semble avoir défié la gravité et coulait vers le haut quand il s’est formé pour la première fois.

Le Rivière Verte est originaire du Wyoming et rejoint le fleuve Colorado dans le parc national de Canyonlands, dans l’Utah. Il y a environ 8 millions d’années, la rivière Green s’est frayée un chemin à travers les montagnes Uinta, hautes de 13 000 pieds (4 000 mètres), dans le nord-est de l’Utah et le nord-ouest du Colorado, au lieu de couler autour de la formation. Mais dans une nouvelle étude, les chercheurs affirment que cela n’est pas possible sans un mécanisme permettant d’abaisser les montagnes.

« C’est un chemin tellement étrange », auteur principal de l’étude Adam Smithchercheur en modélisation numérique à l’Université de Glasgow au Royaume-Uni, a déclaré à Live Science. « Nous savons, grâce à des données et d’autres données, que la chaîne de montagnes a 50 millions d’années et que la rivière ne suit ce cours que depuis 8 millions d’années, mais peut-être dès 2 millions d’années. »

La rivière Verte traverse le canyon de Lodore, où elle a érodé un ravin aux parois de 700 m de haut. Deux théories concurrentes ont déjà tenté d’expliquer pourquoi la rivière suivait ce cours, mais aucune n’est particulièrement convaincante, a déclaré Smith.

Une hypothèse est que la rivière Yampa, au sud des montagnes Uinta, a traversé la formation vers le nord et a créé un canal pour la rivière Green. Cela aurait nécessité une force énorme, que la rivière Yampa n’aurait probablement pas produite, car elle n’est pas particulièrement grande. « Si cela était crédible, alors on s’attendrait à des canyons géants traversant toutes les chaînes de montagnes, mais ce n’est pas le cas », a déclaré Smith.

L’autre théorie est que les sédiments se sont accumulés et ont temporairement élevé la rivière Verte, de sorte qu’elle a dépassé les Uintas et s’est frayé un chemin à travers eux, mais les preuves disponibles ne soutiennent pas non plus cette hypothèse. « Les sédiments que vous trouvez ici ne sont pas aussi hauts que ceux du Canyon de Lodore », a déclaré Smith.

Au lieu de cela, les chercheurs à l’origine de la nouvelle étude suggèrent que les montagnes Uinta se sont affaissées au point où la rivière Green pourrait les traverser. Les chercheurs suggèrent qu’un phénomène appelé « écoulement lithosphérique » a entraîné les montagnes vers le bas avant qu’un effet de rebond ne provoque une nouvelle élévation du paysage, aboutissant à la topographie que nous voyons aujourd’hui.

Les résultats ont été publiés lundi 2 février dans le Journal de recherche géophysique : Surface de la Terre.

Les gouttes lithosphériques sont des régions à haute densité qui peuvent se former directement sous les montagnes, là où la croûte terrestre rencontre le sommet du manteau – la couche de la planète située entre la croûte et le noyau externe. Le poids des montagnes augmente la pression à la base de la croûte, formant des minéraux comme le grenat qui sont plus lourds que les roches du manteau. Finalement, ces minéraux forment une goutte qui s’égoutte de la base de la croûte, entraînant les montagnes vers le bas et réduisant leur élévation à la surface de la Terre.

Les gouttes lithosphériques déclenchent un effet de rebond lorsqu’elles finissent par se détacher et s’enfoncer dans le manteau. Le concept de ces gouttes est relativement récent, mais des traces ont été retrouvées à plusieurs endroits, y compris les Andes. « Ils peuvent se produire partout où se forme une chaîne de montagnes, et ils peuvent se produire à tout moment », a déclaré Smith.

Un signe révélateur de l’écoulement lithosphérique est un motif de soulèvement semblable à une cible à la surface de la Terre. Smith et ses collègues ont modélisé les processus géologiques dans les monts Uinta sur la base des profils inhabituels des rivières et ont découvert un tel modèle.

Les chercheurs ont également analysé des images de tomographie sismique – des cartes 3D de l’intérieur de la Terre créées à l’aide d’ondes sismiques – issues d’une étude précédente. Ils ont trouvé une goutte à 200 kilomètres de profondeur dans le manteau sous les Uintas qui ressemblait beaucoup à une vieille goutte lithosphérique, fournissant une preuve solide de ce mécanisme, a déclaré Smith.

Ensuite, les chercheurs ont utilisé la profondeur et la taille de la goutte observée pour calculer le moment où elle s’est détachée du pied des montagnes Uinta. Ils ont découvert qu’il s’est probablement libéré il y a entre 2 et 5 millions d’années, ce qui correspond aux prédictions du modèle sur le moment où les montagnes ont rebondi et correspond aux estimations du moment où la rivière Verte a traversé les montagnes pour la première fois.

Le goutte-à-goutte a tellement abaissé les montagnes qu’elles sont devenues « le chemin de moindre résistance », a déclaré Smith. Une fois que la rivière Verte a commencé à couler sur l’Uintas, elle a continué à inciser les montagnes, créant des structures comme le canyon de Lodore, a-t-il ajouté.

D’autres experts qui n’ont pas participé à la recherche ont suggéré que cette explication pourrait finalement résoudre le mystère de longue date.

Mitchell McMillanchercheur géologue au Georgia Institute of Technology, a déclaré que l’écoulement lithosphérique est une explication plausible de la raison pour laquelle la rivière Green coule comme elle le fait.

« L’aspect le plus intéressant de cette étude est qu’elle utilise des indices sur la surface de la Terre pour comprendre les processus du manteau et comment ils pourraient affecter les ceintures de montagnes », a déclaré McMillan à Live Science dans un e-mail. « Que l’hypothèse du goutte-à-goutte finisse par être correcte ou non, cette étude est une démonstration précieuse d’une telle approche. »