La Terre de Graham, une partie déchiquetée et glaciaire de l'Antarctique
Une croisière en Antarctique permet d'explorer la pointe supérieure de la péninsule Antarctique, où se trouve la Terre de Graham, une partie déchiquetée et glaciaire de l'Antarctique dont le paysage est dominé par les volcans. Bien que les volcans aient plus de 200 millions d'années, ils sont loin d'être éteints et l'activité volcanique se poursuit encore aujourd'hui. La terre de Graham est reliée à la terre de Palmer à l'endroit où la péninsule antarctique s'élargit d'environ 75 km à environ 200 km au sud de la baie Marguerite.
Subduction en Terre de Graham
Les volcans de la Terre de Graham se forment au-dessus d'une zone de subduction où les plaques tectoniques convergent et où une plaque subducte sous une autre. Sur l'île de Graham, la plaque tectonique Phoenix, qui recouvre depuis le Crétacé une grande partie du Pacifique oriental, s'est subduite à l'est sous la Terre de Graham.
Le magma en fusion est remonté à la surface dans des conduits et est entré en éruption pour former une chaîne de volcans. La subduction s'est progressivement éteinte dans la majeure partie de la Terre de Graham, mais elle se poursuit encore à un rythme lent sous les îles Shetland du Sud. Des vestiges de l'activité volcanique sont néanmoins visibles, car la profonde dépression sous-marine au nord-ouest des îles est l'endroit où la plaque Phoenix est toujours en subduction.
Roches du supercontinent Gondwana
Les premières roches trouvées sur l'île Graham remontent à l'époque où l'Antarctique faisait partie du supercontinent Gondwana, qui comprenait l'Amérique du Sud, l'Afrique, l'Inde, l'Australie et la Nouvelle-Zélande. Ce continent a existé il y a plus de 500 millions d'années jusqu'à ce qu'il se sépare au cours de la période jurassique, il y a 180 millions d'années.
Le long de la côte orientale de Graham Land, quelques roches exposées datent de cette période. Les plus anciennes roches exposées datent de l'Ordovicien, il y a 486 millions d'années, et du Dévonien, il y a 416 millions d'années. Les roches sont dures et résistantes à l'érosion, car il s'agit de granites et de gneiss formés à la limite du Gondwana et qui forment aujourd'hui les crêtes accidentées et déchiquetées de Scar Inlet et de la péninsule de Joerg, le long de la partie orientale de Graham Land.
Un type de roche plus courant sur la Terre de Graham est un groupe de roches sédimentaires du Carbonifère au Trias, appelé le groupe de la péninsule de Trinity. Ce groupe de roches s'est déposé dans les mers entourant la bordure de l'océan Pacifique du Gondwana. Les roches sédimentaires ont ensuite été pliées par des événements tectoniques sur la marge continentale et forment aujourd'hui des collines et des falaises escarpées de couleur sombre qui couvrent une grande partie de la partie nord-est de la Terre de Graham.
Origines volcaniques des roches de Graham Land
La plupart des roches de la Terre de Graham proviennent d'une ceinture linéaire de volcans éteints qui longeaient les montagnes côtières actuelles. Ces volcans faisaient partie de la "ceinture de feu", un anneau de volcans qui entoure aujourd'hui les bords de l'océan Pacifique. L'activité volcanique a débuté en Terre de Graham il y a environ 183 millions d'années, au cours de la période jurassique, avec d'importants volumes de lave et de cendres volcaniques formant des dépôts volcaniques de plusieurs kilomètres d'épaisseur. C'est à cette époque que le supercontinent a commencé à se disloquer, l'Antarctique se détachant des autres continents.
Les roches jurassiques
Les volcans de la période jurassique se trouvent principalement sur le côté est de la Terre de Graham, où ils sont apparus sous la forme de dépôts de cendres volcaniques riches en silice recouvrant des volcans plus anciens. L'activité volcanique s'est ensuite déplacée vers l'ouest, la plupart des roches volcaniques de la partie occidentale de la Terre de Graham datant d'environ 146 millions d'années jusqu'à aujourd'hui. Certaines de ces roches volcaniques sont dures et résistantes aux intempéries, formant des falaises presque verticales, tandis que d'autres sont tendres et s'altèrent pour former des pentes couvertes d'éboulis. Le magma provenant des événements volcaniques de la partie occidentale de Graham Land a formé des granites durs et cristallins que l'on peut voir aujourd'hui le long de la côte sous forme de roches gris clair. Parmi les granites, on trouve des dykes qui ont canalisé le magma en fusion vers la surface.
La Terre de Graham, une extension des Andes
En regardant la carte de Graham Land, on pourrait croire qu'il s'agit d'un prolongement de la cordillère des Andes et les géologues ont trouvé des preuves que c'est bien le cas. Des recherches ont montré que la Terre de Graham était reliée à la Patagonie jusqu'à ce que les deux se séparent lors de l'ouverture de la voie maritime du passage de Drake, il y a 30 millions d'années. Les scientifiques ont découvert que les dépôts de cendres volcaniques jurassiques du côté est de la Terre de Graham se trouvent également à l'est des Andes, en Patagonie.
L'activité volcanique de la Terre de Graham aujourd'hui
L'activité volcanique de la Terre de Graham est toujours présente, mais elle se limite à une faille volcanique dans le détroit de Bransfield. Ce détroit s'est formé lorsque les îles Shetland du Sud se sont séparées de la partie occidentale de la Terre de Graham il y a environ 4 millions d'années, en dérivant vers le nord-ouest. Une carte des inondations du détroit de Bransfield montre une faille volcanique active au fond de la mer. Il y a trois volcans dormants le long du plancher océanique - The Axe, Three Sisters et Orca - qui se trouvent à environ 600 m au-dessus du plancher océanique. L'Axe et l'Orca ont tous deux un cratère sommital d'environ 2 km de diamètre. L'île de la Déception est le volcan le plus au sud de la faille.
L'île de la Déception, un grand volcan
L'île de la Déception est le volcan actif le plus récent de la péninsule antarctique. Située au sud des îles Shetland du Sud, l'île contient un cratère volcanique de 8 km de large, inondé par la mer, qui forme aujourd'hui un lagon central : Port Foster. Les baleiniers accèdent au lagon par un petit chenal nommé Neptunes Bellows en raison des fortes rafales qui peuvent y souffler.
Le volcan est entré en éruption en 1967, 1968 et 1970, produisant de puissantes explosions et de denses nuages de cendres de basalte noir et de cendres. Des coulées de boue se sont également produites à la suite d'un mélange de cendres et de glace de glacier fondue. Les scientifiques ont découvert des sources d'eau chaude alimentées par l'eau chauffée à l'intérieur du volcan, ce qui prouve que l'île de la Déception est toujours recouverte de roches chaudes en fusion. Les données montrent que le volcan entre en éruption quelques fois par siècle, la prochaine étant probable dans un avenir proche.
La vie fossilisée en Antarctique
Lorsque les volcans de la Terre de Graham étaient actifs, des cendres et des sédiments recouvraient la surface. La vie végétale et animale a été préservée, ce qui nous a donné un riche registre de fossiles, permettant aux chercheurs de se faire une idée du climat et de l'environnement dans le passé. De la fin du Jurassique au début du Crétacé (il y a 160 à 100 millions d'années), les sédiments du groupe de Fossil Bluff sur l'île Alexander contiennent certains des matériaux fossiles les plus abondants et les plus diversifiés de la péninsule Antarctique.
La plupart des fossiles sont des bivalves marins, des ammonites et des oursins, ainsi que quelques étoiles de mer. Dans les îles Shetland du Sud, les principaux fossiles sont des coquillages bivalves. Les sédiments déposés derrière l'arc volcanique sont aujourd'hui exposés et révèlent des plantes fossilisées. Les fossiles végétaux comprennent du bois fossile, du pollen, des spores et des empreintes de feuilles. Les scientifiques ont identifié une variété de plantes fossiles dans les sédiments, notamment des pins, des cycades et des ginkgos, ainsi que des fougères et des mousses.
Un Antarctique chaud
Les archives sédimentaires montrent que de vastes forêts, semblables à celles que l'on trouve aujourd'hui en Nouvelle-Zélande et dans le sud de l'Amérique du Sud, pouvaient pousser sur la Terre de Graham, où la glace recouvre aujourd'hui le paysage. Cela s'explique par le fait que le climat était beaucoup plus chaud qu'aujourd'hui, malgré une latitude similaire.
Les températures étaient même suffisamment élevées au cours du Jurassique et du Crétacé pour que des dinosaures végétariens et carnivores puissent vivre en Antarctique, des espèces de dinosaures ayant été découvertes dans les sédiments des îles James Ross, Seymour et Vega. On a même trouvé des fossiles de vertébrés contenant des marsupiaux et plusieurs types de manchots disparus.
Cependant, le climat s'est refroidi il y a plus de 41 millions d'années et, il y a 34 millions d'années, de grandes nappes glaciaires ont commencé à apparaître en Antarctique. Cela a entraîné une glaciation le long de la Terre de Graham, qui a donné naissance aux fjords et aux chaînes de montagnes déchiquetées que l'on voit aujourd'hui.
