MAGMATISME ET DESERTS EN NAMIBIE
EXCURSION GEOLOGIQUE METAODOS DU 9 AU 20 FEV. 2009
Corneloup Désiré
INTRODUCTION
Un véritable « Eldorado géologique ». Tel est le surnom donné par les spécialistes de la Namibie. Et pour cause ! Ce pays en grande partie désertique, à la végétation rare, peut offrir à l'observateur une étonnante richesse d'affleurements de roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires, témoins d'une histoire géologique de quelque deux milliards d'années : collision de cratons, subduction, orogénèse, érosion importante, extrêmes changements climatiques, multiples glaciations, nombreux épisodes volcaniques, point chaud et formation de trapps, ouverture océanique, désertification, bouleversements morphologiques…
L'excursion organisée par l'Association Métaodos ( www.metaodos.com ) a permis de découvrir les grands aspects de la géologie de ce fascinant pays.
NAMIBIE : APERCU GEOGRAPHIQUE ET GEOLOGIQUE
La République de Namibie, située dans le sud-ouest africain, couvre une surface de 824 292 Km2 avec une population de deux millions d'habitants, dont 92% sont de races noires et 95% chrétiens. La langue officielle unitaire est l'anglais mais l'on compte plus de vingt langues vernaculaires. Plus de 90% du territoire sont considérés comme désertiques. Hormis l'extrême nord du pays et le sud, le long des deux seuls fleuves permanents, Kunene et Orange, les cultures sont quasi inexistantes, mais, dans les régions de l'intérieur non désertiques l'élevage du bovin destiné à la viande est bien répandue.
Les revenus du pays résident dans le tourisme et l'exploitation des minerais. La Namibie est le cinquième producteur mondial d'uranium et les diamants représentent 40% des exportations du pays. Des mines d'argent, de plomb et de zinc sont aussi en exploitation.
L'histoire géologique du pays remonte à plus de deux milliards d'années où deux cratons, celui du Congo au Nord et celui du Kalahari au Sud, étaient séparés par un bassin océanique. Durant un milliard d'années ces deux cratons furent soumis à d'importants épisodes d'érosion et de sédimentation puis de métamorphisme, d'autant plus qu'aucune végétation n'existait à cette époque, tandis que se développait un volcanisme en bordure des cratons.
Il y a 800 Ma, le bassin océanique couvert de sédiments, de roches métamorphiques et volcaniques, commença à subducter sous le craton du Congo. Durant 200 Ma, les deux cratons se rapprochèrent pour finir par entrer en collision et former les Montagnes du Damara, montagnes complexes associant roches sédimentaires, métamorphiques et magmatiques. La subduction sous le craton du Congo eut pour conséquence l'apparition d'une chaîne de volcans sur ce craton, un peu à l'image du volcanisme andin créé par la subduction Pacifique sous le continent américain. Depuis quelque 600 Ma, les Montagnes du Damara ont fini par s'éroder ne laissant maintenant que des collines, de petites chaînes de montagnes et des pénéplaines d'altitude, tandis que, des volcans éteints et érodés, ne subsistent et n'affleurent maintenant que leurs chambres magmatiques granitiques. Compte tenu de ce passé géologique, la région du Damara est très riche en minerais.
Deux épisodes marquèrent ensuite l'évolution géologique de la Namibie : il y a 560 Ma, la formation du super continent Gondwana et, il y a 300 Ma, une grande glaciation. Cette ère glaciaire, puis la déglaciation et les changements climatiques qui suivirent (climat tropical puis désertification) sont connus sont le nom de période du Karoo.
Alors que les déserts couvraient la majeure partie de la Namibie , un événement capital, apparu il y a 130 Ma, changea complètement l'aspect de cette partie du globe : la dislocation du Gondwana, précédée par une intense activité volcanique, activité qui se matérialisa par la formation des trapps de l'Etendeka. Des masses énormes de laves fluides alimentées par des milliers de dykes, à l'aplomb d'un point chaud, se répandirent en surface sur des centaines de milliers de Km2 et sur plusieurs kilomètres d'épaisseur. Ce volcanisme s'atténuant au Crétacé, l'Afrique et l'Amérique du Sud commencèrent à se séparer créant un rift et la nouvelle croûte océanique de l'Atlantique Sud qui s'élargit ; les côtes de la Namibie prirent alors leur configuration actuelle.
L'ouverture de l'Atlantique entraîna un basculement de la bordure namibienne parallèlement au rift, c'est le Grand Escarpement, falaise de 1000 m de haut qui n'a cessé d'être repoussée vers l'Est sous l'effet de l'érosion. Durant 65 Ma une alternance de périodes de sécheresse et d'humidité participa à la formation du Bassin du Kalahari, des grands dépôts sédimentaires, des canyons, des terrasses, des déserts et la mise à nu des plus anciennes roches.
Le Désert de Namib actuel résulte d'un processus de désertification ininterrompu depuis le Pliocène.
Depuis le Pliocène les glaciations successives qui apparurent ensuite ont pu entraîner un abaissement général du niveau de la mer d'environ 120 m . Ces évènements n'en rendirent l'érosion que plus puissante pour attaquer les roches et les plateformes et former les profondes gorges, vallées et canyons que nous connaissons.
L'excursion d'une dizaine de jours, regroupant une vingtaine de géologues, n'a pu couvrir que quelques-unes des régions les plus caractéristiques : le Waterberg , le pan d'Etosha, les terrasses fluviatiles, les trapps de l' Etendeka et les dykes, la Skeleton Coast , le Brandberg , le Spitzkoppe , le désert du Namib et le graben de Windhoek.
WATERBERG
Le Plateau du Waterberg d'environ 600 Km2 est situé à 350 Km au Nord de Windhoek : c'est un massif tabulaire couronné à son sommet de dunes pétrifiées et qui culmine à 1857 m , surplombant le Kalahari de 400 m . L'intérêt du Waterberg est qu'il se compose d'un empilement de plusieurs formations qui reposent sur le Damara et où l'on peut lire l'histoire géologique des 300 derniers Ma. Au pied, ce sont d'abord des moraines glaciaires pétrifiées puis des dépôts sédimentaires et marécageux indurés datant du Jurassique, le tout surmonté par des conglomérats et enfin, mettant en évidence un radical changement climatique datant de Crétacé, les cent mètres d'épaisseur de dunes pétrifiées. Les roches poreuses du Waterberg retiennent l'eau des précipitations qui s'infiltre lentement pour réapparaître au bas du plateau où croît très localement une végétation luxuriante dominée par les acacias, les euphorbes et les plantes herbacées. Le Waterberg, c'est « la montagne de l'eau ».
L'existence de la haute falaise du Waterberg surplombant la plaine du Kalahari s'explique par une importante faille qui traverse en diagonale une partie du pays, c'est la Waterberg Thrust , faille qui a fait rejouer les formations, dégageant le Waterberg après érosion côté Kalahari.
Le Waterberg est sillonné de quelques dykes doléritiques, ce qui signifie qu'un volcanisme a pu apparaître sur ce plateau, mais que l'érosion a complètement arasé les volcans sus-jacents.
Un sentier est aménagé pour atteindre le sommet du plateau en 40 minutes. Il part dans les acacias où l'on croise quelques bruyants babouins, traverse les conglomérats et, par une faille dans les dunes pétrifiées, débouche au sommet où la vue s'étend à l'infini sur les platitudes du Kalahari.
PAN D'ETOSHA, TERRASSES ET FORET PETRIFIEE
Le Pan d'Etosha est une immense et plate ( pan en anglais : plat ) étendue d'eau saumâtre de 4600 Km2 qui occupe une grande partie du Parc National d'Etosha. Les touristes visitent surtout ce parc pour sa faune tropicale abondante et variée : zèbres, springboks, oryx, gnous, girafes, éléphants, hyènes, lions, guépards, léopards, autruches, impalas, rhinocéros… sans compter des milliers d'oiseaux.
En géologie le Pan est défini comme « un plan d'eau dans les caliches ». Le caliche est une croûte calcaire salée ou gypseuse, d'origine chimique, se formant en surface par évaporation dans les régions arides. Il y a 7 Ma, les eaux d'un grand lac s'écoulaient en direction de la mer. Il y a 3 Ma, en période de sécheresse, le lac n'était plus que sporadiquement alimenté, les eaux du lac formèrent peu à peu un dépôt saumâtre quand le lac devint complètement isolé. Maintenant Etosha est une immense étendue boueuse salée où la température en surface peut monter jusqu'à 60°C , et où de petites cuvettes peuvent se remplir d'eau de pluie, rassemblant les animaux qui viennent s'y abreuver.
Reprenant la route vers le sud-ouest dans la direction de Khorixas, on traverse les terrasses fluviatiles de la rivière Ugab : le paysage est formé de falaises colorées, en escaliers abrupts, et de nombreuses buttes témoins conglomératiques bordant un lit sableux ou caillouteux. Depuis une dizaine de millions d'années, l'eau ne circule sporadiquement dans ce lit qu'après de violents orages. Le site le plus remarquable est Fingerklip, aiguille de 35 m de haut, témoin isolé des terrasses de l'Ugab.
Dans les environs de Khorixas, deux sites méritent une visite : la Forêt Pétrifiée et les peintures rupestres de Twyfelfontein.
La Forêt Pétrifiée , qui s'étend sur plusieurs hectares, rassemble des troncs fossilisés d'une forêt qui fut balayée puis transportée loin de son lieu d'origine et enfin engloutie au Permien lors d'une débâcle glaciaire. L'un des troncs de 30 m de long a été identifié comme l'un des ancêtres de nos conifères, particulièrement les araucarias. Le processus de pétrification (silicification) est connu : enfouissement en milieu anoxique sous une couche sédimentaire, dissolution du milieu organique (cellulose) par des solutions acides siliceuses, remplacement de chaque cellule organique par un milieu quartzeux, et enfin exhumation facilitée par les bouleversements continentaux liés à l'ouverture océanique du Crétacé puis érosion.
C'est dans le massif gréseux de Twyfelfontein, vestige d'un désert pétrifié datant du Jurassique Supérieur, que l'on pourra visiter les centaines de gravures, dont la réalisation a pu s'échelonner sur des milliers d'années, et qui représentent essentiellement des animaux : éléphants, antilopes, girafes, rhinocéros, lions…
ROCHES MAGMATIQUES : ORGUES, ETENDEKA ET DYKES
Non loin de Twyfelfontein, on rencontre les premières roches magmatiques dans la vallée des « Organ Pipes » et des « Burnt Mountains ».
Les tuyaux d'orgues des « Organ Pipes » ont pour origine un sill doléritique qui s'est mis en place dans un encaissant de micaschistes il y a 125 Ma. Des murs de plusieurs mètres de haut, constitués de fines roches de sections polygonales d'une dizaine de centimètres bordent le fond d'une vallée qui s'étend sur des centaines de mètres. Au contact micaschistes-dolérite on peut observer de belles auréoles de refroidissement dans les micaschistes.
Dans les « Burnt Mountains » affleure une arrivée massive de basalte injecté dans des schistes il y a 125 Ma et qui a été mise à jour par l'érosion. Le contact du magma, à plus de 1000°C , avec ces roches, a créé un métamorphisme qui donne au paysage des colorations qui vont du noir au rouge vif, en passant par toutes les nuances du jaune. Ce sont les oxydes de fer et de manganèse des schistes qui sont à l'origine de ces colorations.
Partant de Khorixas pour rejoindre la côte Atlantique, on traverse les trapps de l'Etendeka. L'origine de ces trapps est le point chaud de Tristan da Cunha qui se trouve maintenant sur la dorsale au milieu de l'Atlantique. Avant l'ouverture de l'Atlantique Sud, ce point chaud était juste à l'aplomb de la côte nord namibienne. D'Est en Ouest, se succèdent les plateaux et les collines : alternent assez régulièrement des niveaux rocheux, tantôt magmatiques prismés d'une dizaine de mètres d'épaisseur, tantôt sédimentaires d'une épaisseur un peu supérieure. Ceci signifie que les trapps se sont mis en place de façon séquentielle, alternant avec de longues périodes d'érosion. Le pendage des trapps est légèrement incliné vers la mer. A la base des trapps on trouve le vieux socle schistosé de la Chaîne du Damara. L'échantillonnage visuel des roches formant les trapps révèle du basalte pur et du basalte contaminé par de nombreuses zéolites ou par des encroûtements de chlorite. Plus près de la mer, les trapps sont complètement démantelés et se résument en de vastes étendues pierreuses : les hamadas.
Les dykes doléritiques dégagés par l'érosion et qui restent les témoins de ces nombreux épisodes magmatiques affleurent en de multiples endroits de Namibie. Mais c'est dans la région de Swakopmund qu'ils sont les plus spectaculaires. La dolérite, roche intermédiaire entre gabbro et basalte, a particulièrement bien résisté aux altérations et érosions depuis quelques 130 Ma. Les dykes s'élèvent souvent en épais murs gris ou noirs de quelques mètres de haut, plus ou moins ruiniformes, qui sillonnent le paysage désertique, parfois sur plusieurs kilomètres de long.
SKELETON COAST, BRANBERG ET SPITZKOPPE
La Skeleton Coast tire probablement son nom des nombreuses carcasses de baleines que l'on peut y rencontrer, et peut-être aussi de quelques épaves de navires. La Skeleton Coast est une plateforme côtière sableuse d'une trentaine de kilomètres de large et de cinq cents kilomètres de long, qui sépare le Grand Escarpement de la mer. Cette plateforme est tranchée par les embouchures de deux grands fleuves, Ugab et Huab, souvent à sec, mais qui, lors de la saison des pluies, peuvent charrier des eaux boueuses et torrentielles. La Skeleton Coast est un lieu privilégié pour observer la formation des dunes, particulièrement les barkhanes qui se forment sous l'influence de vents dominants dirigés du sud au nord et qui peuvent se déplacer vers le nord d'une dizaine à une centaine de mètres par an. Les dunes ont souvent des reflets rougeoyants dus à l'accumulation de grains très fins de grenat qui proviennent du démantèlement des micaschistes à grenats de la Chaîne du Damara. Les dunes rougeoyantes sont souvent zébrées de larges bandes noires ; il s'agit du démantèlement des roches basaltiques La proximité de la mer avec les brumes marines favorise une maigre végétation arbustive où s'accrochent de petites dunes de un à deux mètres de haut. On ne quittera pas la côte sans visiter l'impressionnante colonie d'otaries de Cape Cross (40 000 individus). Ces otaries sont arrivées ici en suivant le courant marin froid du Benguela qui provient de l'Antarctique et qui remonte partiellement la côte namibienne.
S'éloignant de la côte en direction du nord-est, on atteint, après une cinquante de kilomètres, la Massif du Brandberg : c'est un énorme inselberg granitique, flanqué d'un ring-dyke basaltique et de brèches volcaniques, qui semble surgir de la plaine avec le point le plus élevé de Namibie : le Königstein ( 2574 m ). Le Brandberg s'est formé au Crétacé ; c'est un précurseur de la rupture du Gondwana et de l'ouverture de l'Atlantique Sud et il représente les reliquats d'une chambre magmatique ; les gabbros, les cheminées et les volcans qui se trouvaient au-dessus de cette chambre ont été complètement arasés et érodés. Cette région est très riche en minéraux : grandes variétés de quartz, améthyste, citrine, tourmaline, prehnite, topaze… que l'on peut acheter à bas prix auprès des petits marchands. La mine de cassitérite (SnO2) d'Uis n'est pas loin de là, ainsi que la mine d'uranium de Rössing.
A une centaine de kilomètres au sud du Brandberg, on atteint le Massif du Spitzkoppe qui ne culmine qu'à 1728 m , mais dont les sommets sont particulièrement pittoresques : tours, pains de sucre, arches, aiguilles, tout cela dans les tons qui vont du rouge à l'orangé. Le point culminant de ce massif doit à sa forme son surnom de « Cervin de la Namibie » Ce massif est aussi un inselberg, reliquat d'une chambre magmatique qui s'est mise en place il y a 140 Ma. La roche a pu se former en profondeur par cristallisation très lente du magma : c'est un pluton granitique dont la texture grenue a été particulièrement résistante aux démantèlements et érosions ; ainsi, la chambre qui affleure maintenant a approximativement les mêmes formes que lors de sa formation. Bien entendu, comme au Brandberg, tout le volcanisme sus-jacent a disparu ! Le démantèlement relatif actuel des roches en boules et en plaques est dû aux chocs thermiques sur des parties de granite diaclasées.
On visitera les spectaculaires roches en arches et en champignons, sculptées par l'érosion, on gravira le « Bushman's Paradise » et l'on examinera avec attention les filons pegmatitiques qui sillonnent le massif, filons riches en topaze, fluorite, tourmaline, béryl ; mais - parc national oblige - les marteaux sont prohibés !
Chemin faisant, on aura pu rencontrer, ici ou là, avec une certaine émotion, le fameux welwitschia mirabilis, plante aux feuilles métriques tentaculaires, qui peut résister aux conditions extrêmes et peut vivre jusqu'à 1500 ans.
DESERT DU NAMIB ET GRABEN DE WINDHOEK
Le Parc National du Namib Naukluft (50 000 Km2) se trouve au sud de Walfis Bay, c'est l'une des plus grandes réserves naturelles du monde. Le désert du Namib a donné son nom au pays, nom qui signifie en langage Nama : très grand espace vide. Ce désert s'étend le long de la côte sur 600 Km de long et 170 Km de large. Il est limité à l'intérieur par le Grand Escarpement. La région visitée s'appelle aussi Great Sand Sea (Grande Mer de Sable) et est considérée comme le plus vieux désert du monde (5 Ma), il y tombe en moyenne 15 mm d'eau par an. Les visites incontournables sont celles des sites de Sesriem et de Sossusvlei.
Sesriem est un canyon de 3 km de long et de 30 m de profondeur qui s'est formé en période humide, il y a 2 Ma, dans des conglomérats d'alluvions accumulés pendant 30 Ma. Une descente au fond du canyon a été aménagée, le long de la rivière, souvent asséchée du Tsauchab. On peut lire sur les parois de ce canyon toute l'histoire géologique de la région et reconstituer son climat : alternance de sables, de conglomérats, de rochers et de galets, débris de végétaux, ossements et vestiges de galeries d'animaux…
Les dunes du Sossusvlei sont parmi les plus hautes du monde : l'une d'elle s'élève à 375 m au-dessus de la rivière asséchée du Tsauchab. Ces dunes, aux couleurs rouges dues aux oxydes de fer, sont formées de grès et se sont installées sur les dunes fossilisées d'un ancien désert vieux de 30 Ma. Le sable formant les dunes actuelles aurait été transporté par le vent depuis le Kalahari. De grandes dunes disposées en arc de cercle enserrent un lac asséché qui était l'exutoire de la rivière Tsauchab. Ce lac est un « pan » dont le fond parsemé d'arbres squelettiques (les camelhorns) est couvert d'encroûtements de gypse et de sel. Escalader l'une des dunes et suivre son arête jusqu'à la dune suivante dans le sable frais, au soleil levant, reste un plaisir incontournable.
En prenant la route pour rejoindre Windhoek on pourra visiter les canyons de Kuiseb et de Gaub creusés dans les micaschistes et les gneiss précambriens, puis traverser les pittoresques Moon Landscape (paysage lunaire). Les Moon Landscape sont des terrains formés de granite et de micaschiste datés de l'Ordovicien et qui ont été complètement bouleversés par les débâcles glaciaires et par l'érosion à la fin du Tertiaire.
Windhoek se trouve à 1650 m d'altitude au fond d'un graben ouvert dans une pénéplaine de micaschistes d'une épaisseur pouvant atteindre les dix kilomètres, reliquat des Montagnes du Damara : c'est la pénéplaine de Khomas Hochland qui culmine à 2400 m . C'est du Heinitzburg Hotel que l'on peut le mieux observer la morphologie de la région, d'autant plus que l'on est situé sur un bel affleurement de micaschistes. Et la bière y est excellente !
BIBLIOGRAPHIE
BOURGEOIS O. JOLIVEL J.Y. (2009). Découverte géologique de la Namibie. Magmatisme lié à la rupture continentale. Géomorphologie des zones arides. Carnet de voyage. www.metaodos.com
DANNENBERG H. (2008). Namibie. Guides Nelles. www.nelles-verlag.de
GRUNERT N. (2000). Namibia . Fascination of Geology. Klauss Hess Publishers. Windhoek . Göttingen
SHNEIDER G. (2004). The roadside geology of Namibia . Sammlung Geologischer Fürher. Berlin
SWANEY D. (1999). Namibie. Lonely Planet