La croûte atlantique de la cordillère basco-cantabrique s’est élevée de 88 m de plus que la méditerranéenne

Des chercheurs des départements de géographie, préhistoire et archéologie et de géologie de l’EHU, ainsi que du département de géologie de l’USAL, ont quantifié pour la première fois la différence de relief entre les deux versants de la cordillère qui s’étend de Castro Valnera (à la frontière entre les provinces de Burgos et de Cantabrie) jusqu’aux Pyrénées. Depuis la formation de la cordillère, les deux versants ont subi une érosion inégale, ce qui a entraîné un soulèvement plus important de la croûte du côté atlantique que du côté méditerranéen.

De la même manière qu’un bateau remonte à la surface lorsqu’il est délesté, la croûte terrestre s’élève lorsqu’elle perd le poids des roches superficielles. La collision des plaques tectoniques entraîne la formation des chaînes de montagnes, mais leur relief continue ensuite de s’élever. En effet, les plaques tectoniques flottent sur le manteau terrestre, au niveau de l’asthénosphère, une couche qui s’étend depuis la base de la croûte, à 100 kilomètres de profondeur, jusqu’à 660 kilomètres. Comme l’explique Iván Martín Martín, chercheur au département de géographie, préhistoire et archéologie de l’Université du Pays basque (EHU) : « Lorsque les plaques tectoniques perdent de leur charge, le relief s’élève progressivement, un peu comme les bateaux, afin de conserver un certain équilibre. » Ce phénomène est appelé ajustement isostatique. Il est notamment très marqué dans les régions où les glaciers disparaissent.

L’ajustement isostatique dans les zones étudiées

Comprendre l’ajustement isostatique est essentiel pour appréhender les variations du niveau de la mer et l’évolution des paysages terrestres. La cordillère basco-cantabrique sépare les deux bassins hydrographiques du nord de la péninsule Ibérique : celui dont les cours d’eau se jettent dans la mer Cantabrique et celui qui se déverse dans la mer Méditerranée. Cette cordillère constitue donc la ligne de partage des eaux entre deux versants bien distincts : le versant atlantique et le versant méditerranéen. L’équipe de recherche de l’EHU cherche à expliquer le contraste entre les deux.

Iván Martín estime ainsi que, depuis la formation de la cordillère basco-cantabrique jusqu’à aujourd’hui, 2 019 km³ de roche ont été érodés sur le versant cantabrique, contre 1 408 km³ sur le versant méditerranéen. Le chercheur de l’EHU précise : « Une érosion différentielle s’est produite : le versant atlantique a subi une érosion plus importante, ce qui a entraîné un soulèvement isostatique plus marqué. Son relief s’est élevé d’environ 255 mètres, contre 167 mètres pour le versant méditerranéen. Il existe donc une différence de 88 mètres entre les deux versants. » Il ajoute : « Bien que cette érosion soit considérable, l’allègement qu’elle provoque se poursuivra à l’avenir : davantage de roches superficielles seront érodées et, par conséquent, le relief continuera de s’élever. »

Les cours d’eau de 35 bassins hydrographiques situés sur les deux versants, couvrant une superficie de 13 190 km², ont été analysés à l’aide de méthodes classiques et modernes. « Jusqu’à présent, peu d’études ont été menées sur ce sujet à l’échelle mondiale. Elles ont surtout porté sur les régions glaciaires. Pourtant, dans les zones que nous avons étudiées, la quasi-totalité de l’ajustement isostatique a été provoquée par l’érosion des cours d’eau, alors que très peu de travaux sont consacrés à l’érosion fluviale », explique le chercheur.

Un fort contraste évolutif sur un territoire très restreint

Les falaises de Jaizkibel et du cap Punta Galea, ainsi que la cascade du Nervión, en sont de bons exemples. « Dans ces lieux, le soulèvement du relief est particulièrement visible », souligne-t-il. Fasciné, le chercheur de l’EHU ajoute : « L’évolution de la topographie présente un contraste très marqué sur une superficie extrêmement réduite, avec une distance de seulement 40 à 50 kilomètres. »

Au cours de cette étude, l’allègement subi par les deux versants et ses conséquences ont été calculés pour la première fois. Selon Iván Martín, ces résultats ont permis de « comprendre comment les cours d’eau des deux versants se sont formés, comment le relief a évolué, pourquoi de telles différences existent entre les deux versants, pourquoi les cours d’eau du versant atlantique sont transversaux tandis que ceux du versant méditerranéen sont longitudinaux, ou encore pourquoi des plaines se trouvent à certaines altitudes et non à des niveaux inférieurs ».

La cordillère basco-cantabrique, constituée de sédiments marins plissés, s’est formée à la suite de la collision entre les plaques ibérique et eurasienne. « Les cours d’eau sont aussi sensibles que les veines de notre corps : ils se déséquilibrent facilement et conservent l’empreinte de tout ce qui leur arrive », explique le chercheur.

Le réseau hydrographique du versant atlantique est plus développé que celui du versant méditerranéen : les cours d’eau y sont plus courts, présentent une pente plus forte et traversent une région où les précipitations sont plus abondantes. « Il est également essentiel de connaître les variations du niveau de la mer au cours de l’histoire de la Terre », poursuit le chercheur de l’EHU. « Lorsque le niveau de la mer baisse, les cours d’eau se déséquilibrent, les pentes deviennent plus abruptes et l’érosion s’intensifie. La mer Méditerranée étant plus éloignée, l’érosion est plus faible sur son versant. Toutefois, il y a environ six millions d’années, la Méditerranée s’est asséchée — un phénomène connu sous le nom de crise de salinité messinienne — et son niveau a chuté de plus d’un kilomètre. Nous avons constaté qu’à cette époque, l’érosion des cours d’eau du versant méditerranéen était importante. »

Le chercheur s’est par ailleurs intéressé au basculement du soulèvement : « Il y a bien eu un soulèvement, mais celui-ci n’a pas été parfaitement vertical, car il s’est accompagné d’un basculement. Dans l’ensemble, tout bascule vers l’ouest. Cependant, dans la zone centrale — qui comprend Bilbao et Vitoria-Gasteiz, là où se trouvent le Zadorra et le Nervión —, le soulèvement est relativement horizontal. Nous avons également constaté que le soulèvement isostatique est plus important dans les petits bassins. Il est en effet très difficile qu’un grand cours d’eau subisse des changements, alors que les petites rivières évoluent plus facilement. Il est particulièrement intéressant d’observer que les plus petits cours d’eau basculent dans la direction opposée. »

Informations complémentaires

Cette étude s’inscrit dans le cadre de la thèse de doctorat d’Iván Martín Martín. Elle est dirigée par Antonio Tarriño et Fernando Sarrionandia, du service de cartographie et des systèmes d’information géographique (SGIker) de l’EHU, ainsi que par Pablo G. Silva, de l’Université de Salamanque. Iván Martín étudie l’évolution géomorphologique du Zadorra. Dans ce cadre, il a analysé l’ensemble du territoire afin d’observer l’évolution globale du relief de la région.

Source : Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea