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En Namibie, le Damara Rock Complex est constitué de granitesgranites intrusifs et d'anciens volcansvolcans, l'Erongo, le Brandberg et le Spitzkoppe en particulier, ce qui nous permettra aussi de nous intéresser à l'érosion des granites.
Ancien volcan Spitzkoppe. © Ikiwaner, GFDL
La formation du Damara Rock Complex est constituée de granites intrusifs qui sont passés à travers les montagnes du Damara et les dépôts du Karoo le long de vieilles fissures datant de 480 millions d'années, époque de la formation de la chaîne.
Les roches granitiques du Spitzkoppe sont impressionnantes. De nombreux mécanismes d’érosion sont à l’œuvre en ce lieu. © Martha de Jong-Lantink, Flickr, CC by-nc-nd 2.0
Ces fissures ont été réactivées lors de la séparationséparation des continents (étirement) et ont permis l'apparition d'immenses volcans, de subvolcans et de plutonsplutons dans cette région de Namibie.
L’Erongo, « squelette volcan » à 2.350 mètres d'altitude
N'étant pas constitué que de lavelave comme le Messum ou que de granite comme le Brandberg, mais des deux à la fois, l'Erongo est l'exception. Il constitue ainsi l'un des seuls exemples de « squelette de volcan » permettant une vue directe de la chambre magmatiquechambre magmatique.
Vieux de 130 millions d'années, avec une altitude actuelle de 2.350 m (environ 1.000 m au-dessus de la pénéplaine environnante), il a un diamètre de 35 km : c'est immense !
Le socle environnant est constitué de granites du Damara vieux de 500 millions d'années et de roches métamorphiquesroches métamorphiques d'anciens sédimentssédiments du même âge avec des quartzitesquartzites, des marbresmarbres, des schistesschistes et des gneissgneiss. Ce socle, veiné de pegmatitepegmatite, contient des pierres précieusespierres précieuses (tourmalinetourmaline, béryl, topaze) et des métauxmétaux (lithium, étain, béryllium). Mais la mine de Krantzberg, située au nord du volcan, serait plutôt liée au volcan lui-même (elle contient du tungstène).
Le Damaraland est souvent appelé la Monument Valley de Namibie. © Orkomedix, Flickr, CC by-nc-nd 2.0
Durant 20 millions d'années, le volcan émit différents matériaux dont il ne reste presque plus rien, mais on peut voir quelques-unes de ses phases d'activité sur le murmur extérieur du cratère du côté ouest. Les falaises sont en basaltebasalte, elles ont environ 100 m d'épaisseur, et se trouvent dessous, puis le volcan a changé d'activité et les couches supérieures sont formées d'ignimbrites qui traduisent des phases éruptiveséruptives violentes et chaudes (1.000 °C) au cours desquelles le matériel émis refond partiellement les laves sous-jacentes, et constitue ainsi un amalgame très résistant à l'érosion de 400 m d'épaisseur qui forme ce côté ouest du volcan.
Pendant ces phases éruptives, le matériel émis d'un seul coup a causé une énorme perte de massemasse et le volcan s'est effondré en caldeiracaldeira. Tout autour, de nombreuses fissures sont apparues et se sont remplies de granite plutoniqueplutonique, et forment le complexe en anneau que l'on ne voit bien que depuis le dessus. Les tufstufs et les rhyolithes du centre traduisent les dernières phases explosives de son activité.
L'érosion a tout emporté (par le sud où le cratère est ouvert) et au centre du volcan, on peut, avec de l'endurance et du courage (une journée environ en tout-terrain, accès très difficile), accéder à la racine de granodioritegranodiorite qui constitue le cœur de l'édifice.
La région a été violemment distendue au moment du gonflement contemporain de la formation du volcan. Ceci donne une idée de l'ampleur des phénomènes qui ont accompagné la naissance de l'Atlantique : il faut s'imaginer un gigantesque édifice dont la chambre magmatique est actuellement à 1.000 m d'altitude. Ce qu'il reste des parois de la caldeira après plus de 100 millions d'années d'érosion, encore à plus de 2.000 m d'altitude, même en tenant compte du rééquilibrage isostatique, représente une immense formation !
Le Brandberg, point culminant de la Namibie
Point culminant de la Namibie avec le Königstein (son altitude est de 2.573 m), le Brandberg a un diamètre de 20 km et couvre une surface de 450 km2. Il domine le paysage environnant (qui, lui, est entre 600 et 800 m d'altitude) de 2.000 m. C'est aussi un édifice impressionnant, mais dont l'accès est aisé. Les points d'eau alentour en ont aussi fait un lieu de rencontre des Bushmen qui ont peint, au centre du massif, la fameuse Dame blanche, que l'on peut voir après deux bonnes heures de marche dans le massif, et qui est protégée par une grille en ferfer peu esthétique mais efficace, certains touristes ayant jugé bon d'ajouter leurs propres graffitis aux peintures rupestres.
Un paysage du Brandberg, dans l’ouest de la Namibie. © Martha de Jong-Lantink, Flickr, CC by-nc-nd 2.0
Le massif est formé de différents types de granites infiltrés en anneaux à des intervalles assez rapprochés lors des mêmes époques. Ces différentes phases de formation sont :
- le gonflement de la croûte terrestrecroûte terrestre par les chambres magmatiques, qui se mettent en activité et permettent l'intrusion de masses granitiques ;
- la phase éruptive avec dépression des chambres magmatiques et formation de la caldeira ;
- une phase plutonique au cours de laquelle différents granites de diverses compositions se sont mis en place en couches concentriques de plus en plus jeunes.
Peintures rupestres du Brandberg. © Christian König, DR
Ceci a duré environ 15 à 20 millions d'années, puis 100 millions d'années d'érosion ont enlevé plus de 1.000 m de roches et n'ont laissé que la racine du volcan sur le socle des granites du Damara vieux de 540 millions d'années. Le Brandberg actuel ne représente donc que le noyau de granite de la chambre magmatique d'un volcan plusieurs fois plus grand, dont il ne reste que de toutes petites parties au sud et à l'ouest du massif. Là aussi, on trouve tout autour des pegmatites, 120 filonsfilons de 1 km de long et plus de 50 m de large, des granites du Damara, riches en mineraisminerais divers (étain d'Uis, mine exploitée de 1924 à 1990 à hauteur de 35.000 tonnes, il en reste 72.000 non rentables pour le moment).
Le Spitzkoppe, amoncellement rocheux de pics granitiques, ou bornhardts
Même époque, mais nous avons ici à faire à un pluton d'une altitude actuelle de 1.700 m qui était, à l'origine, recouvert d'au moins 1.000 m de ces vieilles montagnes du Damara. Cela fait tout de même 2.700 m d'érosion, et il ne reste ici que quelques bouts de granite qui dépassent, très beaux, à cause de l'érosion éolienneéolienne qui les a sculptés. On a là des inselbergs, et non des volcans.
Un lever de soleil sur le Spitzkoppe. Les plaines qui l’entourent abritent des mambas noirs et des cobras, parmi les serpents les plus dangereux du monde. © Ikiwaner, Wikimedia Commons, GNU 1.2
Érosion des granites
Roche considérée comme solidesolide en milieu frais et humide, le granite est très sensible aux différences de température et, en zone aride, devient très facile à éroder selon certains processus, que nous détaillons ci-dessous.
La corrasion est très présente dans le massif de Spitzkoppe. C'est un ventvent abrasif de sablesable qui retire des particules minérales selon un gradientgradient vertical décroissant de bas en haut, le vent étant plus riche en particules au niveau du sol, et pas forcément très ralenti au ras du sol dans ces régions où tout est plat. On obtient donc des formes en champignonchampignon.
Des boules de granite dans la région d’Ameib. © Christian König, DR
Les boules de granite commencent forcément à l'abri dans un sol qui voit ruisseler de l'eau, même peu, et peu fréquemment. Eau qui passe dans les fissures et les élargit, soit par dissolution partielle, soit par gelgel, juste sous la surface. Le granite se trouve donc débité en blocs empilés plus ou moins cubiques. Quand le sol est érodé, ces blocs sont à l'airair et soumis aux différences de température très importantes entre le jour et la nuit (60 °C en été pour un bloc au soleilsoleil la journée), et qui provoquent des contractions brutales qui fragilisent le bloc au niveau des plans de cristallisation. Il se débite ainsi en granite gris. Les grains sont enlevés par l'eau et le vent. Naturellement, le phénomène est plus important dans les angles, et les blocs ont ainsi tendance à devenir des boules.
L'exfoliationexfoliation constitue exactement le même phénomène, mais peut se produire sur de très grandes surfaces, en particulier celles, convexesconvexes, de ces granites intrusifs, qui sont déjà montés sous forme arrondie à cause de la poussée magmatique et ont ainsi une structure en oignonoignon qui favorise le phénomène.
Le core cracking est une rupture brutale du bloc en deux parties qui se produit lors de différences de température très importantes et d'une contraction brutale, coup de tonnerretonnerre claquant selon les zones de faiblesse du bloc.
Illustration du core cracking dans la région d’Ameib. © Christian König, DR
La solution est un phénomène qui a lieu par le biais de l'eau qui ruisselle tombe tout autour et dissout, un peu, la roche. Ce matériel est emporté soit par l'eau soit par le vent quand il est sec, et il se forme ainsi de petites rigoles, qui vont augmenter tant en profondeur qu'en largeur au fil du temps. Après un temps assez long, la boule se retrouve sur un socle de plus en plus petit, et finit par tomber. La dissolution à cet endroit continue, et on obtient de petites flaques. Le même phénomène provoque l'apparition de petits ruisseaux à la surface des gros batholitesbatholites.
La solution du granite peut générer des flaques comme celles-ci sur le massif. © Christian König, DR
Dans les faces à l'ombre, la dissolution, le ruissellement ainsi que la désintégration des grains, avec une érosion vent-sable, peuvent aboutir à la formation d'une « vaguevague » qui servira d'abri aux Bushmen, et dans lequel on trouvera souvent, en Namibie, des peintures rupestres. Ces abris sont aussi appelés tafonis, mot d'origine italienne signifiant fenêtrefenêtre, parce que ce sont des endroits où s'abritaient les bergers lors des oragesorages.
