Chapitre VII. Remarques sur l’évolution du relief des Andes centrales depuis la fin du Tertiaire
p. 156-163
Texte intégral
A) LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES
1A la fin du Tertiaire, après l’élaboration, difficile à déchiffrer dans les Andes centrales, de la « surface de la puna », et après le grand soulèvement du volume montagneux qui s’est accompagné de l’enfoncement des dépressions intérieures et de la mise en place du réseau hydrographique, l’essentiel du relief était acquis.
2L’histoire du Quaternaire dans la région du haut Mantaro n’est caractérisée par aucun phénomène tectonique de l’échelle de ceux que l’on peut observer dans le Sud du Pérou. Le niveau de base local, qui correspond au talweg du Mantaro ne change guère, si ce n’est à la suite des remblaiements détritiques suivis de creusements, associés à des modifications climatiques. Les subsidences locales ou les mouvements positifs qui se manifestent dans le bassin de Huancayo n’ont pas de conséquences générales. Il n’y a pas non plus de capture spectaculaire d’un bassin hydrographique à l’autre, si ce n’est par des déversements liés à des blocages morainiques ou à des diffluences glaciaires comme ceux que l’on peut observer sur les plateaux volcaniques au SW de Cercapuquio.
3A la veille du dépôt des séries « Jauja », le climat qui régnait alors sur les Andes centrales ne devait pas être très différent de celui existant au cours des périodes interglaciaires, c’est-à-dire qu’il se caractérisait par un rythme saisonnier des précipitations et par une bonne insolation, surtout en saison sèche. Les illites sont la catégorie argileuse dominante dans les sols d’altération, mais on observe également un peu de kaolinite.
4Le piège constitué par la cuvette de Jauja Huancayo a permis la conservation de sédiments que, par analogie mais sans preuves paléontologiques sûres, nous serions tentés de considérer comme « villafranchiens ». Ils se sont mis en place au cours d’une longue période au cours de laquelle des dépôts lacustres s’accumulent sur au moins deux cents mètres d’épaisseur. Le ruissellement sur les plateaux et leurs versants alimente le remplissage en limons argileux du bassin au Nord d’Acolla. Au milieu de la cuvette de Jauja Huancayo la sédimentation est siliceuse ; les carbonates ne se déposent pas pendant la phase majeure de la sédimentation. La silice, provenant probablement pour une partie des tests très abondants de diatomées, précipite en lits fins. Les grains des grès tendres Jauja sont extrêmement frais. La conservation des biotites et l’absence d’altération sur les plagioclases sont les témoignages d’un climat humide et frais. Cependant aucun indice n’a pu être noté de l’existence de glaciers couvrant les reliefs culminants. Or si les altitudes étaient, à peu de chose près, ce qu’elles sont actuellement, si les eaux du lac de Jauja étaient à des températures proches de celles qu’elles auraient sous le climat actuel, soit une douzaine de degrés, les glaciers devaient couvrir les sommets et peut-être même les hauts plateaux. Ils n’ont pas laissé de dépôts corrélatifs, du moins dans les Andes du centre du Pérou.
5En revanche, postérieurement à « Jauja », on remarque les vestiges d’une glaciation très importante, que nous avons appelée « Mantaro » car ses témoins les mieux conservés se trouvent dans le bassin supérieur de cette rivière sous forme de moraines, de dépôts fluvioglaciaires et de brèches périglaciaires. Ces dépôts se sont mis en place au cours d’une longue période froide, marquée par la formation d’un grand glacier de plateau, raclant la couverture détritique de la puna et remblayant les creux et les vallées par des moraines de fond aux blocs peu usés. Au cours de la première phase de la glaciation « Mantaro », le froid a dû être intense. En dessous de 4000 m sur le rebord des plateaux le gel a fait éclater les roches en fragments dégringolant sur les pentes ; la dimension moyenne des éclats est deux fois supérieure, pour la même roche et dans le même site, à celle des éléments gélivés au cours des périodes froides, plus récentes, du Quaternaire. Il semble qu’à la première phase froide et relativement sèche, au cours de laquelle s’est formé le glacier de plateau, ait succédé une phase plus humide. Les rivières issues des glaciers étaient abondamment alimentées et elles déposaient aux ruptures de pente, sur les paliers, des nappes de cailloutis qui ennoyaient le fond des vallées (basse vallée de Yauli par exemple). Des formations fluvioglaciaires recouvrent d’ailleurs les moraines de fond abandonnées par le glacier dans les secteurs déprimés des plateaux.
6Au cours d’un long interglaciaire suivant, les rivières, moins chargées, ont entaillé les nappes détritiques des fonds de vallées, dont la conservation sous un faciès de brèches et de conglomérats résistants, cimentés par la calcite, est probablement liée à un encroûtement déclenché au début du réchauffement et qui s’est peut-être poursuivi pendant le creusement par la rivière des dépôts, en rapport avec l’enfoncement progressif de la nappe phréatique. Pendant l’interglaciaire, sur les plateaux, se forment des sols d’altération jaune-orange, par le lessivage des carbonates et la concentration du fer dans le complexe argilo-limoneux.
7A cette longue période interglaciaire succède une période caractérisée par des poussées glaciaires séparées par des stades de retrait. Au cours de la première phase, des langues glaciaires descendent dans certaines vallées des Andes centrales en dessous de 4000 m tandis qu’au pied des massifs montagneux s’étalent des glaciers de piémont comme au Nord de la pampa de Junin ou sur les plateaux situés en contrebas des chaînons de la Cordillère Occidentale. Cette phase de glaciers de piémont est suivie d’un interstade marqué par une légère altération superficielle des moraines. On observe ensuite la remise en mouvements de glaciers de vallées au cours de deux ou trois pulsations ayant laissé autant de moraines de poussée. Mais chaque nouvelle pulsation est moins vigoureuse que celle qui précède. En effet à Carhuacayan comme à Jumasha, les arcs morainiques les plus externes sont les plus anciens. Ils sont cependant tous en amont des moraines terminales des grands glaciers de piémont.
8Ces périodes froides se signalent en dessous de la limite des glaciers par des dépôts périglaciaires que l’on trouve jusqu’à 3200 m dans les Andes centrales ; des dépôts soliflués sur les grands versants remanient souvent un matériel déjà gélivé antérieurement ou issu de la gélifraction affectant les étages plus élevés.
9La crise la plus récente du Quaternaire est marquée par une brève reprise du froid et de l’humidité qui se traduit par le remplissage glaciaire des vallées et des cirques au-dessus de 4300 m et, d’une façon plus générale au-dessus de 4500 m, et par une intense gélivation qui modèle les ignimbrites de Huaron en tours et en pinacles (Forêt de pierre). La fin de cette phase est datée ; elle coïncide avec les traces les plus anciennement connues de l’occupation humaine dans les Andes, du moins dans l’état actuel de la recherche archéologique au Pérou. Cardich les a découvert dans l’abri sous roche de Lauricocha (20). Il s’agit de chasseurs poursuivant les troupeaux de guanacos et de tarucos (cervidés) qui se nourrissent des graminées de la puna.
10Au cours de ce que l’on peut considérer comme un « optimum, postglaciaire » l’alternance d’une saison sèche et d’une saison humide reprend toute son ampleur. L’érosion est très limitée ; c’est le moment de l’altération pédologique et des encroûtements, notamment de ceux, ferrugineux, de la Forêt de pierre, et de l’incision de la dernière nappe alluviale.
11Un peu plus d’un millénaire avant notre ère, corrélativement à une crise pluviale sur la côte (Dollfus, 31) une courte reprise du froid et de l’humidité se manifeste. La gélivation contribue au débitage d’une partie des croûtes couvrant les tours de la Forêt de pierre et des névés occupent à nouveau le fond des cirques à plus de 4500 m. La nappe d’eau de Junin remonte de quelques mètres.
12La dernière crue glaciaire est historique ; elle date des xviiie et xixe siècles ; elle survient après la légère phase de déglaciation qui caractérise les débuts de l’ère coloniale. Actuellement les glaciers reculent ; cependant la vitesse du retrait, qui semble avoir été maximale entre 1925 et 1945, paraît diminuer.
13L’observation des dépôts morainiques et des sols suggère un certain nombre d’hypothèses concernant les changements de climat du Quaternaire.
14Les périodes froides et humides, tout au moins celles du Quaternaire récent, se seraient caractérisées par une nébulosité assez constante pendant toute l’année, d’où une diminution de l’insolation. Des précipitations se répartissent pendant toute l’année. Ce type de temps serait lié au passage dans l’hémisphère Sud de la zone des basses pressions équatoriales et de son maintien presqu’en permanence sur l’Amazonie péruvienne. L’abaissement des températures a dû être, au cours des périodes « froides » du Quaternaire récent, assez limité ; de l’ordre de 6°, guère plus, par rapport aux moyennes actuelles. Pour que la glace puisse se former sur le « nœud de Pasco » où la température moyenne est de 4 à 5°, il fallait que la température moyenne soit un peu inférieure à 0°. Pour que les parois, actuellement sensibles à la gélifraction à 4800 m, s’écaillent, dans des roches analogues, vers 3800 m il faut admettre un abaissement de la température de plusieurs degrés. Cependant la diminution de la température était une condition nécessaire mais pas suffisante. Pour qu’une glaciation s’amorce, il faut que les couches de neige fraîche ne fondent pas. Un ciel ouvert, par temps frais et humide, peut maintenir la neige au sol en limitant la fusion, comme on peut le constater actuellement. La neige en s’accumulant, entraîne la formation d’une pellicule d’air très froid, surtout la nuit, juste au contact de la surface blanche.
15Des variations négatives, somme toute limitées, de températures et, sur les plateaux, une égalisation thermique quotidienne grâce à une nébulosité plus constante associée à des précipitations mieux réparties dans l’année, devaient suffire pour abaisser de 600 à 800 m la limite des glaces dans les Andes centrales ; cet abaissement des glaciers était d’autant plus important que le relief culminant est plus élevé ; les facteurs d’exposition mais également la quantité des précipitations reçues interviennent, là comme ailleurs, pour déterminer la limite inférieure des glaciers.
16La formation des langues de glace dans les vallées, surtout au cours des dernières crises froides du Quaternaire récent, est en contradiction avec la physionomie des glaciers actuels de la haute montagne tropicale. Elle était liée à une forte alimentation dans l’aire de réception, à la plasticité de la glace tempérée lui permettant de couler rapidement. Il faut probablement faire intervenir le gradient thermique. Si, dans les profondes vallées, notamment celles du versant pacifique, le gradient thermique était élevé entre le fond des vallées chaudes et les plateaux englacés les dominant, il n’en était pas de même dans la région des hauts plateaux du Mantaro situés à proximité des sommets des cordillères, où dans cet étage froid et nuageux au cours des phases « glaciaires » le gradient thermique pouvait être réduit.
17Ces glaciers tropicaux répondent rapidement aux changements climatiques. Au cours des périodes froides quaternaires, leur volume était très inférieur à celui des grands glaciers alpins des mêmes époques qui descendaient beaucoup plus bas et couvraient de plus vastes étendues, ou à celui des glaciers des Andes du Sud de l’Argentine ou du Chili. Aussi la fonte des glaciers tropicaux péruviens pouvait être rapide. L’échelle du siècle permet d’enregistrer des variations notables.
18Les périodes de fonte des glaciers ainsi que l’accentuation du gradient thermique entre la montagne couverte de glaciers en voie de disparition et les vallées déjà plus chaudes, le retour à un rythme saisonnier des précipitations s’accompagnant de variations thermiques quotidiennes importantes, surtout pendant la saison sèche, étaient autant d’éléments favorables à la dissolution des calcaires à la surface encore froide des plateaux et à la précipitation du carbonate dans l’étage inférieur plus chaud.
19On peut d’ailleurs se demander si, schématiquement, l’élaboration des sols rouges, après les crises froides ou pendant les interstades ne s’est pas faite en deux étapes : une première étape correspondrait à la décarbonisation, au lessivage des éléments calcaires par des eaux froides agressives s’accompagnant de la libération des oxydes ferriques qui restent sur place et se concentrent. Au cours d’une période plus chaude et sèche, les oxydes de fer se déshydratent et précipitent en donnant un film hématite qui colore en rouge les particules du sol.
20Les sols de la puna sont moins rubéfiés que ceux des bordures internes du bassin de Huancayo ; une teinte orangée remplace la couleur rouge des terres de décalcification de Huancayo. Cependant, l’horizon orangé est aussi riche en particules limoneuses et argileuses ; le Fe2O3 est aussi abondant mais il est moins déshydraté. Parmi les argiles, les illites sont généralement plus répandues que les kaolinites, tandis que ces dernières sont très abondantes dans les sols rouges de Huancayo qui sont très semblables à ceux des régions méditerranéennes. L’horizon jaune supérieur, un peu plus sableux, est peut-être lié à l’activité bactérienne attaquant le fer, activité dépendant du milieu organique superficiel qui se manifestait plus vigoureusement pendant la saison humide. Au cours de « l’optimum climatique » la température moyenne devait être notablement plus élevée que maintenant et l’onde de chaleur pénétrait plus profondément dans le sol, facilitant ainsi les altérations et favorisant la vie bactérienne qui semble actuellement très ralentie par le froid à plus de 4000 m.
21Les plateaux de la puna, couverts d’ichu, sont peu sensibles à l’érosion. Le gel n’est sensible qu’en saison sèche et il n’est alors que de faible durée, ce qui limite sa pénétration dans le sol. Il contribue cependant à fragmenter les gravillons et les sables entre les touffes d’herbes.
22En revanche, l’érosion, liée au froid, est la marque du domaine de la haute montagne, soumise quotidiennement à la gélivation et qui est localement couverte de glaciers.
B) QUELQUES COMPARAISONS AVEC LES ANDES DU SUD
23L’évolution morphologique quaternaire a été différente, d’une part dans la région du lac Titicaca, d’autre part dans les Andes du Cuzco.
24Dans la zone endoréique du Collao, les pulsations climatiques conditionnent les changements du niveau du lac qui ont notamment été étudiés par les géologues comme Newell (109) au Pérou, par Troll, Ahlfeld et Branisa (1) en Bolivie.
25En lisière de l’altipiano, en contrebas des plateaux de la puna, des glacis d’érosion, parfois retouchés par l’abrasion lacustre, sont développés dans des séries sédimentaires. Ils sont souvent disséqués et parfois déformés ; l’un d’entre eux tranche des schistes et des grès plissés au Nord du lac Arapa (Nord du lac Titicaca) ; son profil est régulièrement concave. Il s’étend sur deux kilomètres de long au pied de versants plans dont la pente est comprise entre 20 et 30°; il est couvert par une mince pellicule de cailloutis anguleux, peu altérés et fendillés ; dans des poches plus épaisses, une matrice limoneuse emballe des fragments hétérométriques. Il semble qu’il s’agisse d’un glacis de pédiplanation, élaboré par un ruissellement aréolaire, nettoyant en amont sur les versants un matériel préparé par la gélifraction. Un autre glacis, mais qui, en aval, paraît passer à une surface d’abrasion lacustre, tranche les calcaires au-dessus d’Illave.
26Une question se pose : ces lambeaux de glacis qui se terminent en aval à 60-80 m au-dessus du niveau de base actuel constitué par le lac Titicaca sont-ils antérieurs ou se raccordent-ils au remblaiement lacustre supérieur du lac Ballivian ?
27Depuis longtemps, les voyageurs ont remarqué autour du lac Titicaca des dépôts argilo-limoneux, fins, bien lités et non altérés qu’ils attribuèrent à un lac plus étendu que l’actuel Titicaca. Bowman, en 1914, baptisa ce lac du nom de Ballivian qui fut l’un des premiers géologues boliviens. Ces dépôts lacustres sont abondants au Nord du lac actuel et le long du rio Azangaro où ils ont de 60 à 80 m de puissance. Ils paraissent horizontaux ; les uns forment une terrasse de 70 m de hauteur dominant directement l’altipiano, d’autres remplissent le fond de cuvettes lacustres secondaires séparés de l’altipiano par des seuils rocheux. Des témoins de ces formations lacustres se trouvent en Bolivie, près de Jésus de Machaca, mais à des altitudes légèrement inférieures à celles relevées au Pérou. En Bolivie, ces dépôts comprennent des sables fins et des limons dans lesquels s’interstratifient quelques calcaires lacustres et parfois même des lentilles gypseuses. Mais il s’agit toujours de dépôts fins et lités où les altérations, même superficielles, sont extrêmement limitées.
28Bowman avait imaginé l’existence d’un immense lac rejoignant la cuvette du Poopo à 250 km au Sud. En 1928, Troll montre qu’en fait il y a eu à la même époque deux lacs, l’un dans la cuvette du Poopo (lac Michin), l’autre dans celle du lac Titicaca qui est le « Ballivian ». Des seuils, collines rocheuses émergeant au-dessus des remblaiements de la plaine, séparent les deux cuvettes. La sédimentation dans le lac Michin comporte davantage d’évaporites que les sédiments du lac Ballivian ; elle s’est faite dans une ambiance plus aride, dont l’altipiano du Sud conserve le caractère.
29Autour du lac Titicaca, en plusieurs points on peut observer l’existence de banquettes rocheuses d’abrasion lacustre s’étageant de 50 à 100 m d’altitude relative. Elles entaillent des collines modelées dans des roches volcaniques, des calcaires et des marnes. Elles ont souvent été fossilisées par des dépôts colluviaux. Newell (109) cite la banquette entaillée à 3950 m dans les schistes dévoniens à proximité du rio Cabanillas, à 6 km au Nord de Juliaca. Le Cerro Coagullo, qui culmine à 3890 m près de Taraco, est tranché par l’érosion lacustre ; on y trouve des galets d’andésite (la colline est le seul affleurement d’andésite du secteur) et des graviers fournis par l’attaque de la roche en place. Ailleurs des petites surfaces d’abrasion sont situées en contrebas d’anciennes falaises lacustres, au NW du lac Arapa, entre autres. Les banquettes les plus parfaites sont exposées au SSE, parfois au SSW. Leur façonnement implique un stationnement assez prolongé du lac au même niveau et des vents du secteur Sud poussant des vagues.
30Se distinguant nettement des accumulations du lac Ballivian ou des banquettes d’abrasion, on peut observer plusieurs niveaux situés à des altitudes inférieures.
31D’une part, un niveau très constant à 8 m ; il se marque par des petites plages mortes au pied des falaises d’abrasion lacustre, par des dépôts remblayant d’anciennes baies peu profondes, dépôts auxquels se raccordent des cônes périglaciaires très surbaissés, parfois emboîtés dans des cônes plus anciens (près d’Acora notamment et au Sud de Pomata). Les dépôts lacustres, calcaires par endroits, sont généralement gris, limoneux, coupés de lits de sables fins et ils ne sont pas altérés.
32Si le niveau de 8 m est net, bien défini, il n’en est pas de même pour ceux situés à des altitudes supérieures, entre 20 et 40 m. Entre ces côtes, on remarque que des dépôts colluviaux, soliflués sur les versants dominant le lac ont été lavés et repris par l’abrasion lacustre et qu’ils constituent des plages de galets, s’étageant à des altitudes variables. Il semble qu’il y ait eu à l’intérieur de la dernière grande période froide quaternaire, de fréquentes variations du niveau du lac, empêchant l’entaille de banquettes d’abrasion et limitant la formation de plages à des altitudes constantes.
33A ces niveaux lacustres se raccordent plusieurs terrasses fluviales passant à l’aval à des appareils deltaïques comme à Illave. Un peu en aval de cette bourgade, une nappe aux lits limoneux alternant avec des galets roulés paraît soulevée le long d’un anticlinal dont l’axe est orienté au NNW.
34Ainsi autour du lac plusieurs niveaux de remblaiement s’étagent au-dessus du Titicaca. Mais leurs altitudes relatives décroissent à mesure que l’on se rapproche de l’Actuel. Il semble que ces niveaux d’érosion et de remblaiement puissent être mis en rapport avec les phases plus froides et humides du Quaternaire.
35Deux observations complémentaires doivent être faites. Les glaciers, du moins au Pérou, ne sont pas descendus jusqu’à l’altitude actuelle du lac. Sauf au pied des cordillères orientales, ils ne se sont pas abaissés en dessous de 4300 m. D’autre part, les dépôts fluviatiles et lacustres de même que les formations de pente sont beaucoup moins altérés que dans les Andes centrales, à la latitude de Lima. Ceci montre la permanence de la sécheresse au cours du Quaternaire dans cette haute cuvette endoréique qui s’étend dans un secteur où les Andes sont les plus larges et où, de ce fait, le climat est « plus continental ». Même actuellement, le gel qui, en saison sèche, peut atteindre —20° dans les golfes de l’altipiano situés à l’écart de l’influence adoucissante du lac, est sans grande efficacité en raison de la grande sécheresse du sol au moment où il se fait sentir.
36Dans les Andes de la région du Cuzco où les sommets culminent à plus de 5500 m au-dessus de la vallée de l’Urubamba qui se creuse à plus de 3000 m en contrebas, le modelé quaternaire est complètement différent. Ces hautes montagnes, dominant le flanc Est des Andes, sont très arrosées. Aussi, sous le Père Eternel et la Veronica, de grands glaciers de vallées ont contribué à modeler au cours des phases fraîches et humides du Quaternaire des auges dont le fond est à 2600 m ; ils ont laissé leurs moraines terminales à 2400 m dans la vallée de Picchi, proche d’Ollantaytambo sur la rive droite de l’Urubamba. Les glaciers descendaient jusqu’à la forêt tropicale d’altitude qui, actuellement, monte jusqu’au niveau des pentes rocheuses récemment abandonnées par le glacier en recul. Mais si, dans ces montagnes arrosées et offrant de grandes dénivellations, les glaciers sont descendus à des altitudes inhabituelles pour des montagnes tropicales, les dépôts périglaciaires sont, en revanche, très peu importants.
37Ainsi les exemples pris à Puno et dans la vallée de l’Urubamba montrent qu’au cours du Quaternaire et en particulier au cours de la dernière période froide, la limite inférieure des glaciers a pu s’établir, dans une région de haute montagne arrosée 2000 m plus bas que dans une région de hautes plaines et de plateaux où les températures moyennes étaient probablement plus basses et les températures minimales plus rigoureuses, mais où la nuance continentale du climat, plus sèche, empêchait le développement des glaciers. Il en est de même actuellement. Le Misti, au-dessus d’Arequipa, à 5871 m, n’est couvert qu’épisodiquement par une calotte neigeuse sommitale.
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