Déserts : plus que du sable et de la chaleur

Les déserts couvrent environ un tiers de la surface terrestre de la Terre, mais ils sont souvent mal compris comme des étendues de sable sans vie et monotone. En réalité, les déserts sont parmi les environnements géologiquement les plus dynamiques et les plus variés sur le plan écologique. Leur caractéristique caractéristique – une extrême aridité – façonne tous les aspects du paysage, des sommets délabrés des chaînes de montagnes aux courbes sinueuses des dunes de sable.

Les géologues et climatologues classent les déserts en fonction de la température, des modèles de précipitations et des causes principales de leur sécheresse. Alors que tous les déserts reçoivent moins de 250 millimètres (10 pouces) de précipitations annuelles, les mécanismes qui produisent l'aridité diffèrent considérablement. Cet article explore les quatre principaux types de déserts – ombre chaude, froide, côtière et pluviale – et se penche sur les caractéristiques géologiques qui définissent chacun.

Deserts chauds : les paysages arides iconiques

Les déserts chauds sont ce que la plupart des gens voient quand ils pensent à un désert : de vastes mers de sable, une chaleur intense du jour et un ciel bleu brillant. Ces déserts se trouvent principalement dans deux ceintures autour de 20° à 30° de latitude nord et sud de l'équateur, où l'air descendant dans les zones subtropicales haute pression supprime la formation de nuages et les précipitations.

Climat et formation

Les températures dans les déserts chauds peuvent monter au-dessus de 50°C (122°F) pendant la journée et chuter brusquement la nuit, parfois de 30°C ou plus. Cette plage de température diurne est un facteur clé de l'altération physique. L'absence de végétation signifie que la roche nue est directement exposée à la chaleur du soleil et au ciel nocturne froid, ce qui provoque une expansion et un contract répétés des minéraux.

Caractéristiques géologiques des déserts chauds

Dunes de sable

Le vent est l'agent dominant de l'érosion et du dépôt dans les déserts chauds. Là où le sable est abondant, les dunes se forment. La morphologie des dunes varie selon la direction du vent et l'approvisionnement en sable : les dunes barchan en forme de croissant migrent sur le sol dur, les dunes linéaires s'étirent sur des kilomètres parallèles aux vents dominants, et les dunes étoiles avec de multiples bras se développent où les vents soufflent de nombreuses directions.

Formations rocheuses : Mesas, Buttes et Hoodoos

Lorsque des couches de roches sédimentaires sont exposées, l'érosion différentielle crée des reliefs spectaculaires. Une mésa est une élévation à sommet plat avec des côtés raides, formée quand une roche à capuchon résistant (souvent basalte ou grès) protège les strates sous-jacentes plus douces. Comme l'érosion se mange aux bords, une mésa peut se rétrécir dans un cul plus étroit, et éventuellement dans une flèche ou un hobouoo. Monument Valley sur le plateau du Colorado est un exemple classique.

Playa Lacs et Salt Flats

Sous le soleil implacable, cette eau s'évapore, laissant derrière elle une surface plate et croûtée de sel appelée playa. Les plaines de sel de Bonneville en Utah, formées par le séchage de l'ancien lac Bonneville, sont l'une des plus grandes playas au monde. Les minéraux d'évaporation tels que l'halite, le gypse et le borax précipitent dans des motifs distincts, créant souvent des fissures polygonales comme les sécheuses et les contrats de sel.

La vie dans les déserts chauds

Malgré les conditions difficiles, les déserts chauds soutiennent une variété surprenante de vie. Les plantes comme les cactus, les buissons de créosote et les acacias se sont adaptés pour stocker l'eau, réduire la surface des feuilles et développer des systèmes de racines profondes. Les animaux – des renards fennec aux serpents de sidewinder – sont nocturnes ou crépusculaires pour éviter la chaleur diurne.

Deserts froids : Où la neige rencontre le sable

Les déserts froids ne sont pas définis par des températures élevées mais par l'aridité combinée à des hivers froids. Ils se produisent à des latitudes élevées ou à des altitudes élevées, où les précipitations sont faibles, et la plupart de ces précipitations tombent sous forme de neige. Le désert de Gobi, situé sur le plateau mongol, est le plus grand désert froid d'Asie.

Climat et formation

Dans les déserts froids, les températures hivernales moyennes peuvent descendre à -20°C (-4°F) ou plus bas, tandis que les étés sont chauds mais courts. Les précipitations annuelles sont faibles – souvent inférieures à 250 mm – mais la couverture de neige peut persister pendant des mois, ce qui fournit une source transitoire d'humidité qui s'infiltre dans le sol pendant la fonte printanière.

Caractéristiques géologiques des déserts froids

Eventails alluviaux

Dans les déserts froids, ces ventilateurs sont souvent composés de gravier et de sable anguleux mal triés, reflétant une déposition rapide des inondations de fonte des neiges. Au fil du temps, la fusion des ventilateurs alluviaux peut construire de vastes bajadas, des tabliers de sédiments qui couvrent les planchers de la vallée. La province du Bassin et de la chaîne du Nevada et de l'Utah contient des exemples spectaculaires.

Salons et Playas

Dans le Grand Bassin, les lacs anciens comme le lac Lahontan et le lac Bonneville ont laissé derrière eux de vastes casseroles de sel. Les croûtes salées des déserts froids présentent souvent un motif polygonal plus complexe en raison du gel et du dégel répétés de la saumure sous la surface. Le plat de sel Uyuni en Bolivie, un désert froid de haute altitude, est le plus grand du monde, couvrant plus de 10 000 kilomètres carrés.

Topographie des bassins et des aires de répartition

Ce paysage distinctif, qui s'étend de la Sierra Nevada aux montagnes Rocheuses, consiste en des chaînes alternées de montagnes à blocs de faille et des bassins d'eau. Les chaînes s'élèvent brusquement des planchers du bassin, exposant des roches cristallines anciennes sur leurs flancs. Erosion a sculpté des canyons profonds et des ventilateurs de talus à la base. Les bassins eux-mêmes sont remplis de milliers de mètres de sédiments qui enregistrent une longue histoire de soulèvement et d'érosion tectoniques. Cette topographie est le résultat direct de l'extension crustale qui a commencé il y a environ 17 millions d'années.

La vie dans les déserts froids

Les écosystèmes du désert froid sont dominés par des arbustes rustiques comme l'aurore, le saucisson et la bruine, ainsi que par des herbes et des plantes qui peuvent tolérer des sols secs et salins. Le Grand Bassin est célèbre pour ses pins à soie anciens, qui poussent à des altitudes élevées où d'autres arbres ne peuvent survivre.

Déserts côtiers : l'aridité au rivage

Les déserts côtiers sont paradoxals : ils sont situés à côté des océans et reçoivent très peu de pluie. Ils forment des courants océaniques froids et en hausse qui refroidissent l'air au-dessus d'eux, stabilisant l'atmosphère et empêchant la formation de nuages de pluie. Le désert d'Atacama au Chili, le désert de Namib en Afrique du Sud-Ouest et la péninsule de Basse-Californie au Mexique en sont des exemples de premier plan.

Climat et formation

Le Humboldt Courant froid le long de la côte du Chili et le Benguela Courant au large de la Namibie créent une inversion de température persistante: l'air frais et humide près de la surface de l'océan est piégé sous une atmosphère plus chaude et plus sèche, supprimant la convection. Le brouillard se roule souvent à l'intérieur des terres, fournissant une source d'humidité cruciale pour les plantes et les animaux, mais les précipitations mesurables sont exceptionnellement rares.

Caractéristiques géologiques des déserts côtiers

Cliffs et bouffées de mer

Dans les déserts d'Atacama et de Namib, ces falaises peuvent s'élever à des centaines de mètres, exposant des couches de roches sédimentaires qui enregistrent des environnements marins anciens. Les falaises sont souvent sous-cutées par des grottes et des arcs de mer, et des plates-formes de coupe de vagues se développent à leur base. Contrairement aux côtes humides, le manque de végétation signifie que les falaises sont visiblement visibles, montrant des strates repliées et des lignes de faille.

Dunes de sable côtière

Là où existent des plages de sable, les vents côtiers soufflent du sable à l'intérieur des terres pour former des dunes côtières. Le désert de Namib abrite certaines des plus hautes dunes du monde, atteignant 380 mètres, avec des couleurs orange et rouge vifs dérivées de revêtements d'oxyde de fer sur les grains de sable. Ces dunes sont disposées en formes massives de croissant et linéaires qui migrent lentement à l'intérieur des terres.

Terrasses marines et dépôts fossiles

Le long de la côte de l'Atacama, des terrasses marines surélevées témoignent de l'activité tectonique continue de la plaque Nazca sous-jacente à l'Amérique du Sud. Des restes fossilisés de baleines, de phoques et d'autres mammifères marins se trouvent sur les terrasses, maintenant à des milliers de pieds au-dessus du niveau de la mer. Ces dépôts fournissent des documents inestimables sur les conditions océaniques passées et l'évolution biologique.

La vie dans les déserts côtiers

Les déserts côtiers sont des oasis de biodiversité par rapport aux déserts intérieurs chauds. Le brouillard soutient des communautés végétales uniques comme les formations de lomas au Pérou et au Chili, où les fleurs sauvages éphémères fleurissent après la condensation du brouillard et les pluies occasionnelles d'El Niño. Les espèces endémiques comme le pupfish désertique et la vipère à remontage latéral se sont adaptées à l'aridité extrême.

Déserts d'ombres de pluie : les terres arides sous le vent

Les déserts d'ombres pluviales se forment du côté légionnaire (vent arrière) des chaînes de montagnes, où l'air humide est forcé de monter, de refroidir et de libérer ses précipitations du côté vent. Lorsque l'air descend de l'autre côté, il est chaud et sec, créant une zone aride prononcée. Le désert de Mojave dans l'ombre de pluie de la Sierra Nevada, le désert de Gobi dans l'ombre de l'Himalaya et du Plateau tibétain, et le désert de Patagonie dans l'ombre de pluie des Andes, tout illustre ce type.

Climat et formation

L'effet orographique est le moteur des déserts de l'ombre de pluie. Alors que les vents dominants transportent de l'air humide de l'océan, ils rencontrent une barrière de montagne. L'air s'élève, se refroidit adiabatiquement et forme des nuages et des précipitations. Après avoir traversé les pics, l'air maintenant sec descend et se réchauffe, condensant toute humidité restante et supprimant les précipitations. L'intensité de l'ombre de pluie dépend de la hauteur des montagnes et de la teneur en humidité de l'air.

Caractéristiques géologiques des déserts d'ombres pluviales

Vallées sèches et Canyons

Les déserts de l'ombre de pluie sont souvent caractérisés par des vallées profondes et sèches qui ne contiennent que des ruisseaux éphémères. Sans la puissance érosive des rivières vivaces, les vallées maintiennent une forme anguleuse et étoilée. La vallée de la mort en Californie, l'endroit le plus chaud et le plus sec d'Amérique du Nord, est dans une ombre de pluie créée par la Sierra Nevada et la chaîne Panamint.

Fronts et pédiments de montagne

La limite entre le désert de l'ombre de pluie et la chaîne de montagnes est souvent un escarpement aigu. Les pédiments, qui sont des surfaces de roche en pente à la base des montagnes, se développent à mesure que le front de montagne recule en raison de l'érosion. Ces surfaces sont généralement recouvertes d'un mince placage de sédiments et constituent une caractéristique importante des piémonts désertiques.

Dépôts alluviaux et fluviaux

Même dans les déserts de l'ombre de pluie, des tempêtes parfois abondantes dans les montagnes adjacentes peuvent envoyer des torrents d'eau et de sédiments dans le désert.Ces événements construisent de grands éventails alluviaux et remplissent les vallées de gravier, de sable et de limon. Dans le Mojave, les dépôts provenant des anciennes rivières qui ont coulé de la Sierra Nevada (maintenant pour la plupart sèches) créent des reliefs en terrasses distinctives.

La vie dans les déserts de l'ombre de pluie

La flore et la faune des déserts de l'ombre de pluie sont adaptées aux fluctuations extrêmes de la sécheresse et de la température. Le buisson créosote, les arbres Joshua et divers cactus dominent le Mojave. Dans le Gobi, les arbustes saxaul et les chameaux sauvages errent dans les plaines pierreuses. Des animaux comme le rat kangourou (qui peut métaboliser l'eau des graines sèches), la tortue du désert et le serpent à croupion latéral sont communs.

Les processus géologiques qui façonnent tous les déserts

Bien que chaque type de désert ait des caractéristiques uniques, des processus géologiques communs opèrent dans tous les paysages arides. Le temps dans les déserts est dominé par des mécanismes physiques (mécaniques) : expansion thermique, gel dans les déserts froids, croissance du cristal salin (haloclaste) et action abrasive des particules éoliennes. L'érosion est principalement causée par le vent (éolien) dans les déserts chauds, mais l'érosion de l'eau par les inondations éclairs peut être dramatique. La position crée des dunes, des loess (gloutis de vent), des ventilateurs alluviaux et des plats salés.

Processus éoliens : le vent comme sculpteur

Le vent est une force érosive puissante dans les déserts. La déflation élimine les particules fines lâches, laissant derrière elle une chaussée désertique, couche de cailloux et de galets bien emballés. L'abrasion par les grains de sable forme des ventilfacts (roches à facettes) et des formations rocheuses sous-cutées, créant des roches de piédestal en forme de champignons.

Procédés fluviaux : rares mais violents

Bien que la pluie soit rare, lorsqu'elle survient, elle tombe souvent avec une intensité exceptionnelle. L'absence de végétation signifie que le ruissellement est immédiat et érosif. Les inondations éclairs déplacent les blocs, caressent les ravins profonds (arroyos) et répandent les sédiments dans les plaines inondables.

Conclusion

Les déserts du monde sont beaucoup plus divers que ne le suggère leur stéréotype. Du large mer du Sahara aux plaines gelées des Gobi, des falaises de l'Atacama au large des vallées sèches du Mojave, chaque type de désert reflète une combinaison unique de latitude, d'altitude, d'influence océanique et de topographie. Leurs caractéristiques géologiques – dunes, mesas, éventails alluviaux, salines et falaises de mer – ne sont pas seulement belles; elles sont des traces de l'histoire climatique et tectonique de la Terre.

Pour plus de renseignements, consultez les sources de l'Encyclopédie de la Commission géologique des États-Unis sur les déserts, de l'Encyclopédie nationale du désert ou de l'Encyclopédie britannique sur les déserts. Ces sources offrent des plongées plus profondes dans des systèmes désertiques spécifiques et des recherches en cours en géologie des terres arides.