Une équipe internationale de géologues, dirigé par des membres de l'Université de Berne, a montré pour la première fois que les Alpes suisses s'élèvent plus vite qu'elles ne s'abaissent par l'érosion - et augmentent ainsi encore plus haut. Pour faire ça, les chercheurs ont quantifié l'érosion des Alpes à l'aide d'isotopes mesurés dans le sable de plus de 350 rivières à travers les Alpes européennes. Ces isotopes sont formés par les rayons cosmiques et portent des informations sur l'érosion de la surface de la Terre.

A quelle vitesse les Alpes s'érodent-elles ? L'érosion a-t-elle été plus rapide que le soulèvement de la croûte terrestre, et l'érosion dépend-elle des précipitations ? Une équipe internationale de géologues, dirigé par des membres de l'Université de Berne, a pu résoudre ces questions. Les chercheurs ont pu illustrer que l'érosion se produit plus lentement que le soulèvement, surtout dans les Alpes suisses. Ils ont également pu montrer que l'érosion dépend principalement du relief et de la pente du terrain, tandis que les précipitations et le ruissellement de l'eau n'ont pas d'influence clairement reconnaissable. L'étude a été publiée dans la revue Avis sur les sciences de la Terre .

Mesure de l'érosion de surface dans les Alpes avec les rayons cosmiques

Alors que les rayons cosmiques frappent la surface de la Terre, les atomes d'oxygène qui constituent les minéraux de quartz subissent une réaction nucléaire. Par conséquent, un nouvel isotope, à savoir le béryllium-10 ( ^dix Be) est formé. Parce que ^dix Be n'est formé que sur la surface supérieure de la Terre, l'âge de surface peut être déterminé avec cet isotope. Si la ^dix La concentration dans les grains de quartz est élevée, alors la surface a été exposée aux rayons cosmiques pendant un temps relativement long et est donc relativement ancienne. Si, d'autre part, les ^dix La concentration dans le quartz est faible, alors le temps de pose était court et la surface est plus jeune.

« Ce principe peut également être utilisé pour quantifier le taux d'érosion dans les Alpes, en moyenne sur quelques milliers d'années, " explique le professeur Fritz Schlunegger, qui a initié l'étude avec son collègue, Dr. Romain Delunel de l'Institut des sciences géologiques de l'Université de Berne. Les ruisseaux et les rivières de montagne collectent les matériaux retirés de la surface et les transportent sous forme de sable et de cailloux dans les plaines. L'équipe européenne dirigée par les chercheurs bernois a analysé les ^dix Be concentrations dans les grains de quartz de plus de 350 rivières de toutes les régions alpines. "Avec cette stratégie, nous pouvons pour la première fois dresser un tableau de l'érosion dans l'ensemble des Alpes européennes et explorer ses mécanismes moteurs, ", précise Romain Delunel.

Les Alpes centrales continuent de s'élever

Les taux d'érosion montrent une large diffusion à travers les régions alpines et fluctuent autour de 400 mm en mille ans. L'érosion la plus rapide est mesurée en Valais, et surtout dans l'Illgraben (bassin de l'Illbach près de Loèche), où l'érosion est d'env. 7500 mm par millénaire. La zone où l'érosion est la plus lente se trouve également en Suisse :le paysage de la Suisse orientale autour de la Thur n'a été érodé que de 14 mm tous les mille ans. « Ce taux d'érosion est très faible, presque ennuyeux, " dit Schlunegger. Fait intéressant, le soulèvement moyen dans les Alpes centrales, causé par des forces à l'intérieur de la Terre, se produit plus rapidement que l'érosion. "C'est une grande surprise, car jusqu'à présent nous avons supposé que soulèvement et érosion étaient en équilibre, " dit Fritz Schlunegger. Dans les Alpes centrales, la différence entre le soulèvement et l'érosion peut atteindre 800 mm en mille ans. "Cela signifie que les Alpes centrales sont encore en croissance, et étonnamment vite, " note Schlunegger. Dans les Alpes occidentales, l'érosion et le soulèvement sont en équilibre; Dans les Alpes orientales, l'érosion se produit encore plus vite que le soulèvement.

L'érosion dépend de la forme du paysage alpin

Grâce à leurs investigations, l'équipe a également pu montrer que les précipitations et le ruissellement des eaux n'ont pas d'influence mesurable sur l'érosion, alors que la pente et le relief du terrain le font. "Toutefois, cela ne s'applique pas aux paysages très escarpés, " explique Romain Delunel. Là, le substratum rocheux comme les granites et les calcaires est exposé sur une grande surface et l'érosion est plus lente que prévu. " C'était une autre surprise car nous pensions que les terrains très escarpés seraient érodés très rapidement. Nous ne savons pas encore tout à fait pourquoi ce n'est pas le cas et voyons donc un besoin de recherches supplémentaires, " précise Romain Delunel. Enfin, l'étude montre que le taux actuel et le mécanisme d'érosion peuvent être attribués aux effets des grandes masses de glace pendant les périodes de glaciation, car la forme actuelle du terrain s'est formée lors des dernières grandes glaciations. "Ce fut une grande surprise pour nous de réaliser que la forme du paysage des Alpes peut principalement s'expliquer par la sculpture des grands glaciers lors des grandes glaciations et la collision en cours des Alpes, lequel, à son tour, a un impact majeur sur l'érosion moderne, ", ont déclaré les auteurs de l'étude.