Les roches de Zhangjiajie ont été formées à partir de sable qui s'est déposé dans une mer peu profonde il y a environ 400 millions d'années. Crédit :Université de Melbourne
Si vous avez vu le film Avatar sur grand écran, vous étiez plus que probablement impressionné par le spectacle en 3D de la planète Pandora.
Pour beaucoup, l'endroit le plus spectaculaire de la planète fictive est les montagnes Hallelujah - le géant, à côtés carrés, rochers flottants enveloppés de brume, couvert d'une riche végétation et de chutes d'eau rapides tombant dans le néant, autour duquel s'affrontent des reptiles volants et des avions militaires futuristes.
C'est à couper le souffle, pure fantaisie - ou est-ce?
Plus près de chez nous se trouve le géoparc mondial UNESCO de Zhangjiajie, dans le sud de la Chine. Ici vous trouverez géant, à côtés carrés, formations rocheuses en forme de piliers, enveloppé de brume, couverte d'une riche végétation et de chutes d'eau rapides qui tombent dans le néant. Alors qu'ils sont solidement attachés au sol, leur taille et leur géométrie leur donnent une apparence d'un autre monde qui semble défier les lois de la physique.
C'est la chose la plus proche que nous ayons de Pandora sur Terre.
Il n'y a rien de magique dans ces piliers, mais ce n'est que maintenant que les scientifiques commencent à comprendre pleinement comment et quand ces merveilles ont été créées. Oubliez les CGI et les lunettes 3D mal ajustées, pour créer Pandora sur Terre, vous avez besoin de la tectonique, l'eau et le temps.
Beaucoup de temps.
Désigné site du patrimoine mondial de l'UNESCO et géoparc mondial de l'UNESCO, Zhangjiajie en abrite plus de 3, 000 piliers et pics de pierre, mesurant jusqu'à 350 mètres de haut, qui forment un "pic-forêt" et maintenant, 6 millions de visiteurs par an visitent le parc.
Les piliers de quartz et de grès de Zhangjiajie ont inspiré les montagnes flottantes Hallelujah de Pandora. Crédit :Avatar/20th Century Fox
Mais sa popularité est relativement nouvelle.
Professeur He-Qing Huang, de l'Institut des sciences géographiques et de la recherche sur les ressources naturelles de Pékin, dit que l'intérêt du public – et des scientifiques – pour le parc n'a décollé qu'au cours des dernières décennies.
"En 1979, il a été rendu célèbre grâce à une peinture de Wu Guanzhong, un maître de l'art moderne chinois, et maintenant c'est l'une des merveilles naturelles les plus populaires en Chine, " il dit.
En 2009, Le géomorphologue de l'Université de Melbourne, le Dr Jan-Hendrik May, était chercheur invité à l'Académie chinoise des sciences. Lui et son hôte, Professeur Huang, commencé à parler des piliers. Quand il est devenu évident que personne ne savait vraiment comment ces piliers se formaient, ou quel âge ils avaient, Le Dr May et le professeur Huang ont décidé d'enquêter.
Un an plus tard, ils ont organisé un atelier international à Zhangjiajie pour évaluer exactement quelles connaissances existaient déjà sur la région et quelles leçons pourraient être tirées de reliefs similaires à travers le monde. De cette rencontre, un plan a été formé pour visiter le parc et découvrir ses secrets.
"La question qui revenait sans cesse, et que les élus locaux s'intéressaient beaucoup, était « quel âge a le paysage ? Quand a-t-il commencé à se développer ? » déclare le Dr May.
"Sont ces incroyables piliers de milliers d'années, des millions d'années, ou des dizaines de millions d'années ? Personne ne le savait."
La première étape consistait à collecter des roches à différents niveaux des piliers. Mais sans l'utilisation de l'agile, des banshees ressemblant à des dragons et des léonopteryx que Sully et Neytiri utilisent pour se frayer un chemin dans les montagnes dans le film, Le Dr May et le professeur Huang ont été confrontés à un défi majeur :comment obtenir des échantillons de roche des faces verticales de ces énormes piliers ?
Les nucléides cosmogéniques sur les roches ont été analysés pour mesurer leur accumulation, et calculez l'âge des roches. Crédit :Université de Melbourne
Ni l'un ni l'autre n'avaient envie de s'aventurer sur le flanc d'une dénivellation de 300 mètres. Mais heureusement, certains habitants étaient sur place pour aider.
"Il y a des gens qui vivent dans cet endroit depuis toujours, et ils font des spectacles où ils dansent sur les murs verticaux, " dit le Dr May.
"Nous leur avons demandé s'ils pouvaient échantillonner certaines des roches des murs verticaux. J'ai le vertige, donc même regarder les gars échantillonner m'a rendu nerveux."
Ces échantillons ont ensuite été envoyés à l'Australian Nuclear Science and Technology Organization où ils ont été analysés pour les nucléides cosmogéniques. Ce sont des isotopes minéraux créés par les rayons cosmiques qui bombardent constamment la Terre.
"Les rayons cosmiques interagissent très fortement avec les roches proches de la surface, mais exponentiellement moins profondément dans la roche, " dit le Dr May.
"Nous pouvons calculer la vitesse à laquelle ces nucléides s'accumulent, puis mesurer la concentration dans nos roches, et à partir de là, nous pouvons directement déduire le temps d'exposition. C'est ce que nous appelons la datation par exposition de surface, ou SED."
Les chercheurs ont calculé le taux d'érosion maximal au sommet des murs de pierre à environ 2,5 millimètres tous les mille ans. Au fond, où les rivières coupent le paysage, l'érosion est plus rapide, mais toujours seulement 122 millimètres tous les mille ans, tandis que les murs des piliers verticaux se désintègrent et reculent à des taux intermédiaires.
"Ça n'a pas l'air de beaucoup, mais cela fait 48 mètres de roche assez solide qui sont retirés des piliers tous les millions d'années, " dit le Dr May.
Six millions de visiteurs chaque année visitent désormais le géoparc mondial UNESCO de Zhangjiajie dans le sud de la Chine. Crédit :Université de Melbourne
Les roches de Zhangjiajie ont été formées à partir de sable qui s'est déposé dans une mer peu profonde il y a environ 400 millions d'années.
Puis, au cours des 350 millions d'années à venir, ils ont été à plusieurs reprises tendus et fracturés par les forces tectoniques. Cette fracturation a donné lieu à une motif en forme de grille, qui peut encore être vu dans de nombreux piliers aujourd'hui.
Beaucoup plus tard, lorsque l'Inde a commencé à entrer en collision avec l'Asie il y a environ 30 millions d'années, les roches de grès de Zhangjiajie ont commencé leur lente ascension pour devenir un plateau - l'eau est entrée dans ces fractures, où il érode lentement les rochers depuis.
Le professeur Huang dit que les formes remarquables des piliers sont principalement le résultat de trois facteurs.
"Le grès est très fort, étant 95 pour cent de quartz. Les joints verticaux sont bien développés, permettant une incision profonde par le débit de la rivière. Et troisièmement, la région a une faible activité tectonique, et ainsi les piliers de roche presque horizontale se dressent très longtemps" dit-il.
Pour calculer l'âge du paysage, les chercheurs ont dû calculer le volume total de roche dans le plateau avant que les piliers ne commencent à se former, puis utilisez la cartographie 3-D pour calculer la quantité de roche restante.
"Si vous connaissez la vitesse à laquelle toutes ces surfaces s'érodent dans le paysage, et tu calcules le volume d'érosion, vous pouvez essentiellement convertir ces taux en un temps, " dit le Dr May.
"Nos calculs suggèrent que la forêt de pointe a commencé à se former au Pliocène, il y a environ 5 millions d'années, bien que les piliers les plus hauts au centre du parc soient probablement plus jeunes que cela."
La première suite d'Avatar devrait sortir sur nos écrans en 2020, mais Pandora sur Terre est avec nous maintenant, et il semble, pour des millions d'années à venir.
La recherche a été présentée sur la couverture du numéro de mars de la revue Processus et reliefs à la surface de la Terre .
