Sur l'île volcanique d'Anjouan dans l'océan Indien, les scientifiques étudient des morceaux dispersés de quartzite, une roche de couleur claire apparemment formée sur un continent maintenant lointain. Sa présence ici défie la théorie géologique conventionnelle. Ici, un rocher récemment découvert sort d'une crête boisée. Crédit : Kevin Krajick/Institut de la Terre
Sur une île tropicale isolée de l'océan Indien se trouve une énigme géologique. Il y a 4 millions d'années, les éruptions volcaniques sur le fond marin ont empilé la lave vers le haut sur près de deux milles, jusqu'à ce qu'il se brise au-dessus des vagues. Puis ça a continué à s'accumuler, pour former ce qui est maintenant le rocher, l'île d'Anjouan à la végétation dense. Comme toutes les îles formées de cette façon (pensez à Hawaï), Anjouan est composée à 100% de basalte volcanique noir. Sauf pour la partie qui ne l'est pas. Cette partie-une masse de quartzite blanc pur, vestiges apparents d'un dépôt de rivière ou de plage formé au loin, continent d'il y a longtemps - n'est pas censé être là.
Classe Cornélia, géochimiste à l'observatoire terrestre de Lamont-Doherty de l'université Columbia, en était venu à comprendre quelle quantité de cette étrange roche se trouve ici et comment elle est arrivée. Selon la théorie dominante de la tectonique des plaques, les fonds océaniques sont purement volcaniques, fait de lave basaltique qui jaillit des failles sous-marines. Des îles comme Anjouan (et Hawaï) se forment lorsque davantage de magma pénètre quelque part à travers le fond océanique déjà formé. Continent, d'autre part, asseyez-vous loin des fonds océaniques; ils sont faits de généralement beaucoup plus anciens, mélanges complexes d'ignés, roches sédimentaires et métamorphiques. Sur de longues périodes de temps, les continents peuvent se déplacer, se séparer et se recombiner; parfois, ils laissent derrière eux des fragments échoués qui peuvent être désignés sous le nom d'îles ou de microcontinents ; Madagascar, autrefois partie de l'Afrique de l'Est, est l'un de ces fragments.
Anjouan est isolée - la seule île au monde formée par le volcanisme qui contient également un morceau de continent intact. "C'est contraire à la tectonique des plaques, " dit Class. "Les corps de quartz n'appartiennent pas aux îles volcaniques."
Anjouan, également connu sous le nom de Nduzwani, appartient aux Comores, un petit archipel de nations situé près de l'équateur entre l'Afrique de l'Est et Madagascar. Peuplé par des peuples du continent africain, le Moyen-Orient, Asie du sud, Indonésie et Perse, plus tard colonisé par la France, c'est un carrefour culturel. Chaque île a son propre dialecte, incorporant des éléments de français, arabe et swahili. L'Islam est dominant, mais mélangé avec des traditions insulaires distinctes. Les sols volcaniques riches produisent de grandes quantités de clous de girofle, fleurs de vanille et d'ylang ylang, un ingrédient central dans de nombreux parfums coûteux. De belles senteurs imprègnent souvent l'air, mais peu d'argent du commerce d'exportation semble filtrer; c'est l'un des pays les plus pauvres du monde, et la plupart des gens restent des agriculteurs de subsistance. Par ailleurs, Anjouan est dominée par l'île beaucoup plus grande de la Grande Comore, et a été le théâtre de soulèvements répétés, le plus récent en octobre 2018, lorsque six jours de tirs et d'explosions ont tué un nombre indéterminé de personnes dans la capitale Mutsamudu avant que les troupes gouvernementales ne reprennent le contrôle.
Il n'y a pas de route directe vers Anjouan depuis presque n'importe où, et peu d'installations pour les visiteurs. Par email, vulcanologue Hamidi Soulé du Centre National de Documentation et de Recherche Scientifique des Comores (CNDRS), proposé de collaborer, et a organisé la logistique. De New York, il a fallu à Class et à son collègue géochimiste de Lamont Steven Goldstein trois jours et demi pour atteindre le site d'Anjouan. Le long du chemin, ils ont récupéré Christophe Hemond de l'Université de Bretagne Occidentale en France, et moi-même. Pour la classe, Goldstein et Hémond, c'était une sorte de retrouvailles. En 1991, tandis que tous à l'institut Max Planck en Allemagne, ils avaient passé une saison à étudier le volcanisme aux Comores. Ils avaient toujours voulu revenir à cet exotique, un endroit charmant.
Le quartzite commence comme un type de grès rocheux sédimentaire, fait de grains de sable de quartz pur recueillis dans le delta d'une rivière. Une fois enfoui et comprimé, les grains fusionnent, se métamorphosant en extrêmement dur, quartzite dense. Le rocher n'a pas pu se former sur Anjouan, car le basalte qui a formé l'île ne contient pas de quartz. Même si c'était le cas, Le terrain d'Anjouan est trop jeune et trop escarpé pour avoir jamais formé une grande partie d'un delta fluvial; ses ruisseaux se précipitent à travers les gouffres le long des pentes abruptes jusqu'à ses rives pavées.
Les géologues ont rapporté avoir vu des roches inhabituelles aux Comores qui pourraient avoir été du quartzite dès 1900, mais ceux-ci étaient petits et pas bien documentés. En 1969, Les géologues britanniques ont signalé une formation de ce qu'ils appelaient du grès, comprenant une petite colline d'environ 250 mètres de chaque côté, à proximité du hameau anjouanais de Tsembehou. En 1980, Les géologues français l'ont cartographié plus en détail, le décrivant comme du quartzite. En 1991, Classer, Goldstein et Hemond ont noté la formation, mais étaient trop occupés à étudier les roches volcaniques pour y prêter beaucoup d'attention. Puis en 2017, Le géologue français Patrique Bachèlery de l'Université de Clermont Auvergne a repéré ce qu'il croyait être une autre parcelle de la même chose sur une crête voisine. La classe était intriguée. Armé des anciennes données, La nouvelle carte dessinée à la main de Bachèlery, et une bourse de la National Geographic Society, elle était là pour déterminer à quel point cette formation était grande. L'objectif de l'équipe était de déterrer des échantillons pour une analyse chimique ultérieure qui, ils l'espéraient, fourniraient des indices sur l'âge du gisement, origine et histoire.
Le quartzite est presque certainement très ancien. Commençant il y a environ 800 millions d'années, un supercontinent que les géologues appellent Gondwanaland s'est formé, des plaques tectoniques qui composent aujourd'hui l'Amérique du Sud, Afrique, Inde, Australie et Antarctique. Il a commencé à se briser il y a environ 180 millions d'années, et d'environ 165 millions à 130 millions d'années, Madagascar s'est séparé de l'Afrique de l'Est, formant le bassin océanique où se trouvent les Comores. Finalement, Anjouan a surgi dans le bassin il y a environ 4 millions d'années. Le volcan qui a formé Anjouan est aujourd'hui éteint, mais des éruptions se produisent encore sur la Grande Comore, et des grondements en 2018 sur le fond marin près de l'île sœur de Mayotte suggèrent que le magma bouillonne toujours quelque part en dessous. Compte tenu de la situation des Comores entre l'Afrique et Madagascar, les quartzites provenaient sans doute de l'un ou de l'autre. Lequel, et comment était la question.
Grâce à l'analyse de grains minéraux dispersés, les scientifiques ont longtemps déduit que des morceaux de roche continentale se retrouvent dans les bassins océaniques, mais ceux-ci sont détruits par le volcanisme et d'autres forces, et ainsi la preuve se compose seulement de restes chimiques; en dehors d'Anjouan, les roches elles-mêmes n'ont jamais été documentées. Il existe des preuves géochimiques qu'un peu de roche continentale peut se trouver profondément sous l'Islande autrement volcanique; mais personne ne l'a jamais vu. Puis, il y a Anjouan. Comment une masse de roche continentale a-t-elle parcouru plusieurs kilomètres, et survivre pendant des millions d'années loin de sa maison, réussir ensuite à s'élever à l'intérieur d'un volcan en éruption ?
Le volcan qui a formé l'île est éteint depuis longtemps, et l'intérieur s'est érodé en un labyrinthe de montagnes et de vallées escarpées. A proximité du village de Tsembehou, les falaises volcaniques abritent une formation de quartzite principalement enfouie de taille inconnue. Crédit :Université de Columbia
Anjouan est apparue depuis notre petit avion alors que le soleil couchant faisait dorer les nuages. Le volcan éteint s'était érodé de ce qui était à l'origine un énorme, édifice en forme de bouclier dans un complexe de chaînes de montagnes incroyablement escarpées, lacé de profondeur, vallées boisées dans ce qui était autrefois l'intérieur du volcan. Au crépuscule, nous avons atterri sur une petite piste d'atterrissage côtière; proche, un feu de détritus vigoureux a allumé le terrain. Chauves-souris frugivores géantes, l'une des créatures endémiques emblématiques des îles, fondit à travers les arbres.
Le lendemain, l'équipe, rejoint par Soulé, navigué dans une camionnette sur des routes de montagne venteuses jusqu'à Tsembehou, niché dans une vallée intérieure cernée de falaises. Ici nous avons rencontré Bourhane Abderemane, un scientifique senior du CNDRS vivant à Anjouan. Après avoir obtenu la bénédiction des fonctionnaires de la ville, nous avons lutté avec le pick-up le long d'un étroit chemin de terre au pied d'une crête appelée Habakari N'gani, où les premières découvertes des années 1960 avaient été faites. Serpentant à travers les plantations de manioc et de vanille, la piste était ombragée par des arbres portant des clous de girofle, bananes, noix de coco et ylang ylang. Un mile ou plus, les scientifiques sont sortis et ont commencé à chasser à pied des roches inhabituelles au milieu d'innombrables morceaux de basalte sombres que des générations d'agriculteurs avaient déterrés et jetés en tas ou construits dans des murs.
Hemond a repéré le premier quartzite, dans quelques minutes. C'était une couleur claire, galets acérés de la taille d'un pamplemousse. Plusieurs coups de marteau ont révélé un blanc, intérieur inaltéré, scintillant de quartz. Lorsqu'il est frappé avec le marteau, il dégageait une fumée, une forte odeur de ce que Goldstein a décrit comme "une odeur de silice". La classe était ravie.
Les scientifiques ont suivi une piste de chapelure de morceaux de quartzite jusqu'à une crête si raide et caillouteuse, il ne pouvait être escaladé par endroits qu'à quatre pattes. Étonnamment, presque tout était cultivé avec des plantes et des arbres; La population d'Anjouan, en forte croissance, peine à se nourrir, et presque chaque pied carré de l'île non occupé par des bâtiments ou réellement vertical est utilisé pour l'agriculture.
Dans une selle basse taillée dans la crête se trouvait un enclos à bétail d'aspect ancien fait de rochers de basalte géants. Au milieu d'eux se trouvaient quelques blocs de quartzite détachés. Goldstein a deviné qu'ils s'étaient érodés encore plus haut dans la crête. Mais à quel point il faudrait attendre un autre jour. A cette latitude, le soleil se couche rapidement vers 6h30, et cette heure approchait à grands pas. Nous avons regagné le camion.
Le prochain jour, les scientifiques ont fait le tour de l'île, à la recherche de coupes de route et d'excavations aléatoires. Ce sont les meilleurs amis du géologue, surtout dans les tropiques de la jungle ; ils exposent commodément des roches qui, presque partout ailleurs, sont recouvertes de terre et de végétation. À un moment donné, ils sont tombés sur sept hommes creusant dans une colline pour niveler un site pour une mosquée. Dans le mur latéral étaient exposés des morceaux de basalte entrelacés de xénolithes - des roches dans des roches - constituées de cristaux d'olivine verte ressemblant à des gemmes provenant de la terre profonde. Ceux-ci peuvent contenir des indices sur la nature de la plaque océanique sur laquelle l'île a été construite; avec l'autorisation des travailleurs, les scientifiques ont collecté quelques échantillons de choix. Pas de quartzite, bien que. Avant de partir, les scientifiques ont fait une collecte pour aider à la construction de la mosquée, et remis l'argent à l'équipage.
Le jour suivant, c'était de retour à Tsembehou pour chercher le site de la découverte de quartzite de 2017. Dans le lit d'un cours d'eau à proximité du site indiqué sur la carte, ils ont rapidement repéré quelques morceaux lâches. Un homme qui gardait des vaches leur a dit qu'il y avait plus de montée, et a indiqué un sentier. Les scientifiques s'affairaient, à tour de rôle trimballer un marteau de forgeron de 10 livres, frapper sur les rochers au fur et à mesure qu'ils allaient. Quelques modestes morceaux de quartzite se sont rapidement retrouvés le long du sentier. Soudainement, de paraître nulle part, cinq garçons âgés d'environ 10 à 15 ans sont apparus et ont commencé à suivre. Ils ont observé chaque mouvement des scientifiques avec une grande curiosité. Après un moment, l'un d'eux s'est porté volontaire pour porter le traîneau.
A un petit endroit plat, les scientifiques sont tombés sur le plus gros rocher de quartzite à ce jour :sortant de la terre, il était assez grand pour s'asseoir. Dans certains buissons à proximité se trouvait un rebord entier de la roche - apparemment un affleurement, le bord exposé de la roche sous-jacente à partir de laquelle les morceaux lâches de la descente s'étaient érodés. Ce n'était plus seulement un fil d'Ariane; c'était la pointe de l'iceberg de quartzite. La seule question était de savoir quelle était la taille d'un berg. Les scientifiques étaient étourdis. "Si c'était de l'or, nous serions riches, " dit Goldstein. Certaines parties de l'affleurement étaient striées de veines sombres de basalte, marquant apparemment les bords extérieurs de la formation, où le magma s'était introduit et s'était mélangé à la roche exotique.
En français, Hemond a expliqué aux garçons comment les rochers ont pu se former. Les enfants écoutaient avec enthousiasme. Alors que les scientifiques pilonnaient des échantillons de roches et discutaient des subtilités des interactions basalte-quartzite, l'un des enfants a esquivé de manière experte 50 pieds vers le haut d'un cocotier et a commencé à jeter des fruits. Le plus vieux a réutilisé un marteau de géologue tranchant pour ouvrir les noix de coco et a offert à chacun du lait frais.
Anjouan est composée presque exclusivement de basalte volcanique noirâtre qui s'élève des fonds marins. Le géochimiste Steven Goldstein recherche dans le lit d'un ruisseau quelque chose d'inhabituel. Crédit :Université de Columbia
Les jours suivants, l'équipe a travaillé pour relier des points géographiques qui pourraient suggérer la taille de la formation. Évidemment, c'était beaucoup plus gros qu'on ne le pensait à l'origine. En suivant la route principale de l'autre côté de Habakari N'gani, ils s'arrêtaient à chaque lit de ruisseau qu'ils rencontraient. Au plus, au milieu des rochers de basalte, ils ont trouvé quelques quartzites, apparemment lavé de quelque part plus haut. A un pont près du village de Bambao M'Tsang, Abderemane montra du doigt les fondations d'un bâtiment en pierre :au milieu de ses blocs de basalte, il y en avait un d'un blanc pur. Un homme observant les scientifiques s'affairer autour de ce rocher s'avança d'une maison voisine avec un grand sourire, et a tendu un morceau de la taille d'un poing de la même chose. Hemond a demandé d'où il venait. "On en trouve tout le temps quand on plante du manioc, " Dit l'homme, dont le nom était Ali Saindou. "Les gens les utilisent pour aiguiser les couteaux." À ceci, il a sorti un couteau usé mais de grande taille et a vigoureusement massé la lame sur le dur, surface cristalline. Un couple de femmes est sorti de la maison et a commencé à rire, que ce soit à Saindou ou les scientifiques, ou les deux.
Plus loin sur la route, l'équipe a remonté un autre lit de ruisseau et a trouvé plus de galets de quartzite. Pendant qu'ils les examinaient, un fermier nommé Saindou Boura est sorti d'un jardin le long de la rive et les a salués. Abderemane l'interrogea sur les pierres blanches, Boura se pencha directement et souleva à ses pieds un spécimen de la taille d'une tête que les scientifiques n'avaient pas remarqué. Vous pouvez les trouver tout en haut de la montagne, aussi loin que tu peux marcher, il a dit. Idéal pour affûter les couteaux, il a confirmé.
"Cette chose est grande, " a déclaré Class de la formation de quartzite. "Beaucoup plus grande que nous le pensions. C'est une découverte majeure."
Saindou Boura nous a emmenés rencontrer son jeune frère Mourchidi, son beau-frère et un jeune neveu, qui creusaient dans une parcelle de manioc. En français, Hemond et Class ont examiné l'explication d'un profane sur les origines des roches, s'aventurant que le quartzite doit s'être formé en Afrique ou à Madagascar, puis, d'une manière ou d'une autre, se sont retrouvés ici lorsque d'anciennes masses continentales se sont réorganisées. Oh, tu veux dire quand l'Afrique et Madagascar faisaient partie du Gondwanaland ? demanda Mourchidi Boura. À ceci, les scientifiques étaient abasourdis :aucun non-géologue nulle part ne pouvait s'attendre à savoir ce qu'était le Gondwanaland, encore moins un agriculteur travaillant le sol à la main sur un tout petit, île lointaine. Clairement, les scientifiques avaient sous-estimé ces gens.
Vers la fin de la journée, l'équipe revenait vers Tsembehou, lorsque Class a demandé que le ramassage s'arrête. Elle sortit et regarda de l'autre côté de la vallée, à quelques kilomètres, à une section de falaise abrupte sur Habakari N'gani. Dans la lumière du début de soirée, il semblait être d'un blanc pur. Après inspection aux jumelles, les scientifiques ont décidé qu'il pourrait s'agir d'un affleurement géant de quartzite, en les regardant tout le temps. Le seul moyen de le savoir était d'y aller. Les scientifiques l'ont surnommé "Mont Blanc".
Deux jours plus tard, un guide local nous a emmenés le long d'un dédale de sentiers jusqu'à une clairière sous la falaise. D'ici, nous avons escaladé une pente incroyablement raide, pente couverte d'éboulis, glisser et glisser vers l'arrière. En quelque sorte, les gens avaient planté des bananiers et des vignes de vanille même ici, et ils grandissaient. Enfin, nous avons atteint la base de la falaise, où la culture s'est terminée et où la roche nue a commencé. Près, le rocher n'avait pas l'air si blanc. Class et Goldstein l'ont martelé. Alors qu'ils écaillaient la surface, il est devenu clair qu'il ne s'agissait que d'une série de coulées de lave; le basalte habituellement sombre avait été éclairci par l'exposition aux intempéries. "D'ACCORD, " a déclaré Goldstein. "Nous ne savons pas à moins de regarder."
Redescendant le talus, nous avons finalement trouvé une route praticable vers un terrain encore plus élevé sur la crête. Soudainement, sur une parcelle de manioc sur un terrain assez plat, la couleur du sol est passée du brun clair au presque blanc. Ici, à peu près les seules roches qui traînaient étaient du quartzite. Une vache était attachée à un arbre où s'entassaient des morceaux de roche. Le filon maternel que les scientifiques avaient recherché quelques heures auparavant.
Class et Goldstein ont continué, monter la crête sur un chemin étroit de marches en pierre naturelle. En selle haute vers 2, 300 pieds d'altitude, ils ont atteint un fossé tranchant. Ici, quelqu'un avait attaché deux vaches, dont l'un allaitait un veau. Les animaux avaient tassé le sol léger. Il y avait des morceaux de quartzite éparpillés. D'ici, les scientifiques pouvaient regarder loin en bas des pentes vertes jusqu'à l'endroit où ils avaient trouvé du quartzite dans le lit du ruisseau, et où ils avaient rencontré les agriculteurs Ali Saindou et Saindou Boura. Au-delà se trouvait le bleu, océan bleu. Cela semblait maintenant être un très bon pari qu'ils avaient toute une montagne de quartzite, et leur travail ne faisait que commencer.