L'Himalaya, une chaîne de montagne avec une histoire à retracer

        La chaîne himalayenne s’est formée au terme de la convergence lithosphérique des plaques indienne et eurasienne. Les roches et les déformations de cette zone illustrent cette convergence. Dès lors, nous montrerons comment les différents documents permettent d’expliquer un raccourcissement et un épaississement crustal dans l’Himalaya qui s’intègrent dans un contexte de convergence lithosphérique.

Tout d’abord, le document 2.a représente une coupe simplifiée et localisée de la structure profonde de la chaîne Himalayenne du Sud vers le Nord. On apprend aussi que la chaine se situe à la frontière des plaques eurasiatique au Nord et indienne au Sud. En suivant cette coupe, on retrouve des indices tectoniques illustrant la convergence lithosphérique à l’origine de la chaîne himalayenne. Cette croûte observée ici appartient à la plaque indienne, elle est cisaillée en grandes nappes. D’une part, à l’affleurement, c’est-à-dire au niveau de la partie superficielle de la croûte continentale de la plaque indienne, on observe une succession de trois chevauchements (MFT, MBT, MCT), correspondant à l'empilement de trois grandes nappes de charriage qui, déformées de manière ductile, a provoqué l'épaississement crustal de la chaîne Himalayenne, donnant notamment naissance à des reliefs élevés (Moyen et Haut Himalaya). Ces chevauchements témoignent d’un phénomène de collision entre deux plaques continentales, qui seraient donc la plaque indienne et la plaque eurasienne. Par ailleurs, ces chevauchements provoquent la superposition d'écailles de croûte continentale, ne respectant pas l'ordre de dépôt (principe de superposition non vérifié). Des roches d'origine profonde peuvent alors se retrouver à l'affleurement. Dès lors, des sédiments marins visibles sur les massifs de la chaîne de montagnes, disposés en différentes couches se chevauchant plus ou moins, laissent penser qu’avant la formation de la chaîne himalayenne se trouvait dans cette zone un océan entre les masses continentales des deux plaques, qui a vu sa lithosphère (océanique) charriée sur de la croûte continentale. En effet, parmi ces écailles de sédiments, on observe des plissements (également visibles sur la photo 2.c montrant un pli dans une roche sédimentaire au Népal) : cela laisse encore une fois supposer que la croûte océanique de la plaque indienne, confrontée à la plaque continentale eurasiatique, a plongé sous la plaque eurasiatique qui l’a chevauchée : il y a donc eu ici une zone de subduction. Enfin, en profondeur, on peut noter que pour la zone la plus élevée de la chaîne himalayenne, à droite du pluton de roches granitiques,  la discontinuité entre la croûte et le manteau supérieur ou MOHO est particulièrement profonde (environ 80 km). Or, on sait que le MOHO sous la croûte continentale se situe en moyenne à 30 km de profondeur : on a donc ici une racine crustale importante. Les déformations de la croûte se retrouvent alors aussi en profondeur et permettent au final à des ensembles de roches de se superposer les uns au-dessus des autres. On peut également noter que là où la racine crustale est la plus importante, le manteau lithosphérique qui supporte cette croûte indienne disparaît dans l'asthénosphère selon le principe d’isostasie permettant l’allègement de la plaque indienne. Si on prend en compte le fait qu’il y existait une zone de subduction avec de la lithosphère océanique, on peut supposer que ces hauts reliefs associés à d’importantes racines crustales résultent du remplacement des péridotites de la croûte océanique de grande densité par de la croûte continentale de densité plus faible. Dès lors, les figures de déformations témoignent d’un raccourcissement et d’un épaississement de la croûte continentale par collision issue de la convergence des plaques indienne et eurasiatique.

D’autre part, les roches permettent de retracer l’histoire de la formation de la chaîne himalayenne. En effet, du pluton granitique est observable à l’affleurement. Or, on sait que les plutons granitiques sont constitués de roches magmatiques (qui ont pour origine une fusion partielle de roches permettant la formation d’un magma) et plutoniques (qui se mettent en place en profondeur par refroidissement lent) de la famille des granites. Ainsi, sa présence à cet endroit a nécessité une compression permettant au matériel profond de remonter en surface. Il a alors été formé et est arrivé en surface car il y a eu subduction avec magmatisme (avec donc, refroidissement lent du magma en profondeur). L’érosion que subit la partie superficielle de la croûte après collision des deux plaques peut aussi mettre à l’affleurement ces roches formées en profondeur. Dès lors, on observe en outre des massifs cristallins au niveau du Haut Himalaya, correspondant d’après le schéma à de la croûte continentale déformée de la plaque indienne. Or, cette partie de la croûte a aussi été métamorphisée, c’est-à-dire que les minéraux la constituant ont subi une modification de leur composition minéralogique à l’état solide sans modification de sa composition chimique globale, sous l’effet des variations de température et de pression qu’elle a subie. Ainsi, sa présence ne peut s'expliquer que par des contraintes compressives de grande ampleur à l'origine de changement des conditions de pression et/ou de température. En ce sens, le document 1 nous présente plus précisément le métamorphisme du Haut de l’Himalaya. Deux photos de gneiss sont montrées : ces roches métamorphiques, qui présentent une folitation, n’ont cependant pas la même composition. En effet il y a du gneiss à grenat, dérivant d’un granite dont la formation est datée à 480 Ma, et un gneiss à disthène, dans lequel coexistent également de la sillimanite et de la muscovite aux côtés du disthène. Or, d’après le document 1.c, on constate que le domaine de stabilité du grenat est situé à une température faible mais une pression élevée tandis que disthène, sillimanite et muscovite nécessitent de manière générale une pression plus faible mais une température plus élevée. On peut donc dire que ces différentes roches métamorphiques trouvées à la surface ont été transformées à partir de granite de croûte continentale qui a rencontré de nouvelles conditions de pression et de température en profondeur, phénomène rendu possible à la suite d’un raccourcissement (d’autant plus que d’après le document le métamorphisme du Haut Himalaya est daté  de 35 à 18 Ma, et s’est fait à partir de granite plus ancien, témoignant d’une évolution) par déformation crustale. Les minéraux différents des deux gneiss obtenus par métamorphisme s’expliquent alors notamment par le fait que plus on s’éloigne de la zone de contact où la croûte s’est déformée, plus la chaleur diminue et le métamorphisme décroît. Ainsi, le métamorphisme le « plus intense » (cas du gneiss à disthène, muscovite et sillimanite) s'observera au niveau du contact des nappes. Puis lorsqu'on s'éloigne, plus on observe du grenat dans ce gneiss. La transformation métamorphique s'accompagne alors aussi d’une anatexie (fusion crustale) à l'origine des  plutons granitiques comme celui observé vers le Nord. Dès lors, ces différentes roches sont les témoins de la déformation de la croûte indienne à l’origine de la formation de la chaîne de montagne.

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