Un canyon est une vallée profonde et étroite aux parois abruptes. « Canyon » vient du mot espagnol cañon, qui signifie « tube » ou « tuyau ». Le terme « gorge » est souvent utilisé pour signifier « canyon », mais une gorge est presque toujours plus raide et plus étroite qu’un canyon.
Le mouvement des rivières, les processus d’altération et d’érosion, et l’activité tectonique créent des canyons.
Canyons fluviaux
Le type de canyon le plus familier est probablement le canyon fluvial. La pression de l’eau d’une rivière peut creuser profondément le lit d’une rivière. Les sédiments du lit de la rivière sont transportés en aval, créant un canal profond et étroit.
Les rivières qui se trouvent au fond de canyons profonds sont connues comme des rivières encaissées. Elles sont encaissées car, contrairement aux rivières des plaines d’inondation larges et plates, elles ne font pas de méandres et ne changent pas de cours.
Le grand canyon de Yarlung Zangbo au Tibet, une région du sud-ouest de la Chine, a été formé au cours de millions d’années par la rivière Yarlung Zangbo. Ce canyon est le plus profond du monde, s’étendant à certains endroits à plus de 5 300 mètres (17 490 pieds) de haut en bas. Le canyon de Yarlung Zangbo est également l’un des plus longs canyons du monde, avec environ 500 kilomètres (310 miles).
Météo et érosion
La météo et l’érosion contribuent également à la formation des canyons. En hiver, l’eau s’infiltre dans les fissures de la roche. Cette eau gèle. Lorsque l’eau gèle, elle se dilate et se transforme en glace. La glace force les fissures à devenir de plus en plus grandes, érodant ainsi des morceaux de pierre. Lors de pluies brèves et abondantes, l’eau s’engouffre dans les fissures, érodant encore plus de roches et de pierres. Au fur et à mesure que les roches s’effritent et tombent, le canyon devient plus large en haut qu’en bas.
Lorsque ce processus se produit dans une roche tendre, comme le grès, il peut conduire au développement de canyons à fentes. Les canyons à fentes sont très étroits et profonds. Parfois, un canyon en fente peut avoir moins d’un mètre de large, mais des centaines de mètres de profondeur. Les canyons à fentes peuvent être dangereux. Leurs parois sont généralement très lisses et difficiles à escalader.
Certains canyons dont la roche sous-jacente est dure peuvent développer des falaises et des corniches après l’érosion de leur roche de surface plus tendre. Ces corniches ressemblent à des marches géantes.
Parfois, des civilisations entières peuvent se développer sur et autour de ces rebords de canyon. Les nations amérindiennes, comme les Hopis et les Sinagua, ont construit des habitations sur les falaises. Les habitations de falaise étaient des abris de type appartement qui abritaient des centaines de personnes. Les corniches surélevées et ombragées du Walnut Canyon et du Canyon de Chelly, en Arizona, offraient une protection contre les voisins hostiles et le soleil brûlant du désert.
Les canyons de roches dures ouverts à une extrémité sont appelés box canyons. Les peuples Hopi et Navajo utilisaient souvent les box canyons comme corrals naturels pour les moutons et le bétail. Ils construisaient simplement une porte sur le côté ouvert du box canyon, et la fermaient lorsque les animaux étaient à l’intérieur.
Le calcaire est un type de roche dure que l’on trouve souvent dans les canyons. Parfois, le calcaire s’érode et forme des grottes sous la terre. Lorsque les plafonds de ces grottes s’effondrent, des canyons se forment. Les Yorkshire Dales, une région du nord de l’Angleterre, sont un ensemble de vallées fluviales et de canyons créés par l’effondrement de grottes calcaires.
Le soulèvement tectonique
Les canyons sont également formés par l’activité tectonique. Lorsque les plaques tectoniques situées sous la croûte terrestre se déplacent et entrent en collision, leur mouvement peut modifier le paysage de la région. Parfois, l’activité tectonique fait qu’une zone de la croûte terrestre s’élève plus haut que les terres environnantes. Ce processus s’appelle le soulèvement tectonique. Le soulèvement tectonique peut créer des plateaux et des montagnes. Les rivières et les glaciers qui traversent ces zones de terre élevées créent des canyons profonds.
Le Grand Canyon, dans l’État américain de l’Arizona, est un produit du soulèvement tectonique. Le Grand Canyon, qui mesure jusqu’à 447 kilomètres (277 miles) de long, 29 kilomètres (18 miles) de large et 1,8 kilomètres (6 000 pieds) de profondeur, est le plus grand canyon des États-Unis. Le Grand Canyon a été creusé, au cours de millions d’années, par le fleuve Colorado qui traverse le plateau du Colorado. Le plateau du Colorado est une vaste zone qui s’est élevée par soulèvement tectonique il y a des millions d’années. Les géologues débattent de l’âge du canyon lui-même – il pourrait avoir entre 5 et 70 millions d’années.
Les canyons révèlent l’histoire de la Terre
Les canyons sont comme des journaux silencieux de l’histoire d’une région sur des milliers, voire des millions d’années. En étudiant les couches de roche exposées dans la paroi d’un canyon, les experts peuvent apprendre comment le climat a changé, quels types d’organismes étaient vivants à certaines époques, et peut-être même comment le canyon pourrait changer à l’avenir.
Par exemple, les géologues qui étudient les couches de roches dans la gorge du fleuve Columbia, dans les États américains de Washington et de l’Oregon, ont découvert que les roches les plus anciennes y sont âgées d’au moins 17 millions d’années. Ils ont également découvert que les roches sont du basalte noir foncé, fait de lave durcie. Les géologues ont ainsi déterminé que les roches se sont formées lorsque des volcans sont entrés en éruption et que leur lave s’est déversée sur le sol. Au cours de millions d’années, le fleuve Columbia et les glaciers de l’ère glaciaire ont traversé la région et exposé ses débuts volcaniques.
Les canyons sont également importants pour la paléontologie, ou l’étude des fossiles. Les fossiles sont souvent mieux préservés dans les zones sèches et chaudes. Comme les canyons se forment généralement dans les mêmes conditions, ils sont de bons endroits pour examiner les fossiles.
Les couches de sédiments révélées par un canyon peuvent faciliter la datation des fossiles. Par exemple, une nouvelle zone de traces de dinosaures a été découverte dans l’État américain de l’Utah, dans la zone de loisirs nationale de Glen Canyon, en 2009. Ces traces révèlent de nouvelles informations sur un groupe de dinosaures appelé ornithopodes. Les paléontologues ont analysé les couches de roche entourant les fossiles pour estimer leur âge. Ces nouvelles traces de dinosaures montrent que les ornithopodes étaient vivants 20 millions d’années plus tôt que ce que les scientifiques pensaient.
Les géologues étudient les canyons pour déterminer comment le paysage va changer dans le futur. Les modèles d’érosion et l’épaisseur des différentes couches peuvent révéler le climat pendant différentes années. Une série d’années très sèches aura des couches de roche très fines, lorsque peu d’érosion a eu lieu. Le schéma global de l’érosion et des couches révèle le taux d’écoulement de l’eau, à la fois de la rivière et de la pluie, dans un canyon.
Les géologues estiment que le Grand Canyon, par exemple, s’érode à un rythme de 0,3 mètre (1 pied) tous les 200 ans. Le plateau du Colorado, la zone géologique où se trouve le Grand Canyon, est une zone très stable. Les géologues s’attendent à ce que le Grand Canyon continue à se creuser tant que le fleuve Colorado coulera.
Canyons sous-marins
Certains des canyons les plus profonds se trouvent sous l’océan. Ces canyons sous-marins entaillent les plateaux continentaux et les pentes continentales – les bords des continents qui sont sous l’eau.
Certains canyons sous-marins ont été creusés par des rivières qui coulaient pendant des périodes où le niveau de la mer était plus bas et où les plateaux continentaux étaient exposés. Le canyon de l’Hudson s’étend sur 750 kilomètres (450 miles) dans l’océan Atlantique, à partir de l’embouchure du fleuve Hudson, dans les États américains de New York et du New Jersey. Au moins une partie du canyon de l’Hudson était le lit du fleuve pendant la dernière période glaciaire, lorsque le niveau de la mer était beaucoup plus bas.
Les canyons sous-marins peuvent également se développer lorsque de puissants courants océaniques balaient les sédiments. Tout comme les rivières érodent les terres, ces courants creusent des canyons profonds dans le fond de l’océan. Les forts courants de l’océan Atlantique empêchent le canyon Whittard, situé à environ 400 kilomètres (248 miles) au sud de la côte irlandaise, de se remplir de sédiments. Les scientifiques qui étudient le canyon Whittard pensent que l’eau glaciaire s’est mélangée à l’eau de mer pour s’engouffrer dans le canyon sous-marin il y a des milliers d’années.
La formation de certains canyons sous-marins reste un mystère. Le canyon de Monterey est un profond canyon sous-marin au large de la côte de l’État américain de Californie. Il a été comparé au Grand Canyon en raison de sa taille. Il mesure 152 kilomètres (95 miles) de long et 3,2 kilomètres (2 miles) de profondeur à son point le plus profond. Les géologues ne savent toujours pas comment le canyon de Monterey s’est formé. Une théorie veut que le canyon ait été formé par une ancienne décharge des fleuves Sacramento ou Colorado. Une autre théorie est qu’il a été formé par une activité tectonique – un tremblement de terre qui a divisé la roche avec une force énorme. Les scientifiques pensent que le canyon s’est formé il y a 25 à 30 millions d’années.
La profondeur des canyons sous-marins les rend difficiles à explorer. Les scientifiques utilisent généralement des véhicules télécommandés (ROV) pour mener des études. Parfois, ils peuvent utiliser un submersible, une sorte spéciale de sous-marin. Le Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) utilise un véhicule appelé Ventana pour explorer le canyon de Monterey. Grâce au Ventana et à d’autres véhicules de recherche, les scientifiques du MBARI ont découvert de nouvelles espèces d’organismes vivant dans le canyon, des minuscules anémones de mer aux calmars géants.