Pendant longtemps, les géoscientifiques ont supposé que les Alpes se sont formées lorsque la plaque adriatique du sud est entrée en collision avec la plaque eurasienne au nord. D'après les manuels, la plaque adriatique se comportait comme un bulldozer, poussant des matériaux rocheux devant lui en tas qui formaient les montagnes. Soi-disant, leur poids a ensuite poussé la plaque continentale sous-jacente vers le bas, entraînant la formation d'un bassin sédimentaire au nord adjacent aux montagnes, le plateau de la molasse suisse. Heures supplémentaires, tandis que les montagnes s'élevaient, le fond du bassin s'enfonçait de plus en plus avec le reste de la plaque.

Il y a quelques années, cependant, de nouvelles données géophysiques et géologiques ont conduit le géophysicien de l'ETH Edi Kissling et Fritz Schlunegger, un spécialiste des sédiments de l'Université de Berne, exprimer des doutes sur cette théorie. Au vu des nouvelles informations, les chercheurs ont postulé un mécanisme alternatif pour la formation des Alpes.

L'altitude des Alpes a à peine changé

Kissling et Schlunegger ont souligné que la topographie et l'altitude des Alpes ont à peine changé au cours des 30 derniers millions d'années, et pourtant la tranchée à l'emplacement du plateau suisse a continué à s'enfoncer et le bassin s'est étendu plus au nord. Cela amène les chercheurs à croire que la formation des Alpes centrales et le fonçage de la tranchée ne sont pas liés comme on le supposait auparavant.

Ils soutiennent que si les Alpes et la tranchée s'étaient en effet formées à partir de l'impact de deux plaques se pressant l'une contre l'autre, il y aurait des indications claires que les Alpes étaient en croissance constante. C'est parce que, sur la base de la compréhension antérieure de la formation des Alpes, la collision des plaques, la formation de la tranchée et la hauteur de la chaîne de montagnes sont toutes liées.

Par ailleurs, la sismicité observée au cours des 40 dernières années dans les Alpes suisses et leur avant-pays nord documente clairement l'extension à travers les chaînes de montagnes plutôt que la compression attendue pour le modèle de bulldozer Adria.

Le comportement de la plaque eurasienne fournit une nouvelle explication possible. Depuis environ 60 Ma, l'ancienne partie océanique de la plaque eurasienne s'enfonce sous la microplaque continentale adriatique au sud. Il y a environ 30 Ma, ce processus de subduction est si avancé que toute la lithosphère océanique a été consommée et que la partie continentale de la plaque eurasienne entre dans la zone de subduction.

Cela dénote le début de la soi-disant collision continent-continent avec la microplaque adriatique et la partie supérieure européenne, la croûte la plus légère se sépare de la plus lourde, manteau lithosphérique sous-jacent. Parce qu'il pèse moins, la croûte terrestre monte, créant littéralement les Alpes pour la première fois il y a environ 30 Ma. Pendant que cela se produit, le manteau lithosphérique s'enfonce davantage dans le manteau terrestre, tirant ainsi la partie adjacente de la plaque vers le bas.

Cette théorie est plausible car les Alpes sont principalement constituées de gneiss et de granit et leurs roches de couverture sédimentaire comme le calcaire. Ces roches crustales sont nettement plus légères que le manteau terrestre, dans lequel la couche inférieure de la plaque, le manteau lithosphérique, plonge après le détachement des deux couches qui forment la plaque continentale. "À son tour, cela crée de fortes forces ascendantes qui soulèvent les Alpes du sol, " explique Kissling. " Ce sont ces forces ascendantes qui ont provoqué la formation des Alpes, pas l'effet bulldozer résultant de la collision de deux plaques continentales, " il dit.

Un nouveau modèle confirme l'hypothèse de la portance

Pour étudier l'hypothèse de la portance, Luca Dal Zilio, ancien doctorant dans le groupe du professeur de géophysique de l'ETH Taras Gerya, s'est maintenant associé à Kissling et à d'autres chercheurs de l'ETH pour développer un nouveau modèle. Dal Zilio a simulé la zone de subduction sous les Alpes :les processus tectoniques des plaques, qui s'est déroulée sur des millions d'années, et les séismes associés.

"Le grand défi avec ce modèle était de combler les échelles de temps. Il prend en compte les changements rapides comme l'éclair qui se manifestent sous la forme de tremblements de terre, ainsi que des déformations de la croûte et du manteau lithosphérique sur des milliers d'années, " dit Dal Zilio, auteur principal de l'étude récemment publiée dans la revue Lettres de recherche géophysique .

Selon Kissling, le modèle est un excellent moyen de simuler les processus édifiants que lui et son collègue postulent. « Notre modèle est dynamique, ce qui lui donne un énorme avantage, " il dit, expliquant que les modèles précédents adoptaient une approche plutôt rigide ou mécanique qui ne prenait pas en compte les changements de comportement des plaques. "Toutes nos observations précédentes sont en accord avec ce modèle, " il dit.

Le modèle est basé sur des lois physiques. Par exemple, la plaque eurasienne semble s'enfoncer vers le sud. Contrairement au modèle normal de subduction, cependant, il n'avance pas dans cette direction car la position du continent reste stable. Cela force la lithosphère subductrice à se retirer vers le nord, entraînant la plaque eurasienne à exercer un effet d'aspiration sur la plaque adriatique relativement petite.

Kissling compare l'action à un navire qui coule. L'effet d'aspiration qui en résulte est très fort, il explique. Assez fort pour aspirer la plus petite microplaque adriatique afin qu'elle entre en collision avec la croûte de la plaque eurasienne. "Donc, le mécanisme qui met les plaques en mouvement n'est en fait pas un effet de poussée mais un effet de traction, " il dit, conclure que la force motrice derrière elle est simplement l'attraction de la gravité sur la plaque de subduction.

Repenser la sismicité

En outre, le modèle simule l'occurrence de séismes, ou la sismicité, dans les Alpes centrales, le plateau suisse et au-dessous de la vallée du Pô. "Notre modèle est le premier simulateur de tremblement de terre pour les Alpes centrales suisses, " explique Dal Zilio. L'avantage de ce simulateur de tremblement de terre est qu'il couvre une très longue période de temps, ce qui signifie qu'il peut également simuler des tremblements de terre très forts qui se produisent extrêmement rarement.

"Les modèles sismiques actuels sont basés sur des statistiques, " Dal Zilio dit, "alors que notre modèle utilise des lois géophysiques et prend donc également en compte les tremblements de terre qui ne se produisent qu'une fois toutes les quelques centaines d'années." Les statistiques actuelles sur les tremblements de terre ont tendance à sous-estimer ces tremblements de terre. Les nouvelles simulations améliorent ainsi l'évaluation du risque sismique en Suisse.