À partir du pied oriental des montagnes Rocheuses dans le Midwest des États-Unis, le paysage spectaculaire des hautes plaines s'étend sur plusieurs États américains. Chute de quelques centaines de mètres sur une longueur de plus de 500 kilomètres, ces plaines n'ont qu'un gradient très doux et les surfaces presque plates présentent des écosystèmes uniques, ce qui en fait une anomalie géologique et écologique.

Dans les hautes plaines, il y a des centaines de milliers de petits lacs éphémères appelés playas qui ne sont remplis d'eau de pluie que pendant les saisons humides, dessèchement complet pendant les périodes sèches. Les lacs fournissent un élevage important, habitat de repos et d'hivernage pour des millions d'oiseaux, et également alimenter le réservoir d'eau souterraine connu sous le nom d'aquifère d'Ogallala. A 450, 000 kilomètres carrés, c'est le plus grand aquifère d'Amérique du Nord. Sans ces ressources en eaux souterraines, l'agriculture dans cette région sèche serait presque impossible.

En aucun cas un forage géologique

Les géologues ont accordé peu d'attention aux hautes plaines ces derniers temps. "Pour les géologues alpins habitués à travailler en haute montagne, la région est trop plate et jugée inintéressante, " dit Sean Willett, professeur de géologie à l'ETH Zurich, avec un petit rire. C'est par hasard que lui et ses deux collègues de l'Université du Nevada ont développé un intérêt pour la région lorsqu'ils ont remarqué des « modèles particuliers de cours d'eau » traversant les hautes plaines. Ils ont maintenant publié leur reconstitution de l'histoire géologique inhabituelle de la région dans La nature .

Les Hautes Plaines se sont formées il y a 20 millions d'années. Les scientifiques de la Terre ont récemment découvert une zone de matière inhabituellement chaude dans le manteau terrestre qui crée une vague de soulèvement qui se déplace lentement d'ouest en est sous la plaque continentale. Cette vague a d'abord soulevé le plateau du Colorado, puis les Rocheuses et enfin les plaines elles-mêmes. Cela a entraîné une pente plus raide des montagnes vers les plaines, accélération de l'érosion. Depuis 15 millions d'années, un flux massif de sédiments s'est déversé des montagnes, dans les vallées fluviales et dans les plaines.

Les sédiments transportés par les rivières se sont déposés pour former d'immenses cônes alluviaux au pied des montagnes. Le gravier et le sable grossier remplissent complètement les vallées fluviales et toute la topographie plus ancienne, pavage efficace du paysage pour former les pentes douces des hautes plaines modernes.

Lacs avec scellant calcaire

Parce que les ventilateurs alluviaux n'ont qu'un très faible gradient, les rivières qui coulent à sa surface manquent de puissance érosive. La surface de ces plaines scellées de sable, boue et argile, permettant ainsi à l'eau de pluie de rester dans les éviers pour former des lacs. Les processus chimiques ont finalement conduit à une calcification des lits des lacs et des sols, formant des couches calcaires jusqu'à 10 mètres d'épaisseur. Finalement, en vieillissant, fissures formées dans le calcaire, permettant à l'eau de s'infiltrer et d'alimenter un réservoir d'eau souterraine de vaste superficie et de volume, hébergé dans le hangar à graviers des montagnes.

Le flux de sédiments s'est finalement arrêté il y a environ trois à cinq millions d'années. Depuis, les surfaces des Hautes Plaines ont très peu changé (à l'exception de l'impact humain). "Ils sont un paysage ancien préservé, " dit Willett.

Les rivières coulant des montagnes Rocheuses l'ont fait, cependant, chercher de nouveaux chemins et creusé plus profondément dans le sous-sol le long des bords des cônes alluviaux préhistoriques. Ce processus inexorable est toujours en cours :les rivières continuent d'éroder les cônes alluviaux, ce qui est évident dans la formation d'escarpements et de badlands avec des motifs dendritiques de ruisseaux et de rivières coupant les plateaux des hautes plaines. "Ce que nous voyons aujourd'hui, c'est un paysage en transition, " fait remarquer le professeur de l'ETH. " Il faudra cinq ou dix millions d'années avant que les Hautes Plaines ne soient complètement érodées. "

Une désintégration imparable des cônes alluviaux

Willet ne voit aucune menace immédiate pour l'approvisionnement en eau souterraine. Cependant, les gens devraient être conscients que les forces qui détruisent les hautes plaines sont responsables de l'endroit où se trouvent les eaux souterraines aujourd'hui et où l'agriculture est possible.

Il n'y a nulle part ailleurs dans le monde comme les Hautes Plaines. Il y a, bien sûr, de gigantesques plaines alluviales en Amérique du Sud également, et dans la partie de l'Himalaya située en Inde. "Mais les Hautes Plaines sont inactives depuis près de cinq millions d'années, alors que les autres grands cônes alluviaux sont encore en cours de formation, ", explique le chercheur.