Modélisation analogique d’un diapir crustal actif : le Nanga Parbat

Le massif du Nanga Parbat, au sein de la syntaxe nord-ouest himalayenne, présente un relief extrême : il est traversé par la vallée de l’Indus à 1000 m d’altitude, et un sommet à plus de 8000 m. Ce massif isolé au sud de la chaîne du Karakorum est constitué de formations himalayennes séparant deux parties du plateau du Ladhak, le Kohistan à l’ouest et le Deosai-Ladhak à l’est. Les datations thermochronologiques réalisées dans ce massif convergent toutes pour conclure à une exhumation très rapide de ce massif pendant les derniers millions d’années. On peut à titre d’exemple observer les âges Ar/Ar sur biotite compris entre 0 et 5 Ma au cœur du Massif alors que ces âges datent le refroidissement sous 300±50°C, les âges traces de fission sur apatite datant le refroidissement sous 110+/- 10°C, inférieurs à 1 Ma. Pour illustrer encore cette exhumation rapide, on peut mentionner l’existence de granite daté de 1.4 Ma à 6000 m d’altitude, tandis que le granite de Tatoo dans la partie basse du massif est daté de 700 000 ans ce qui en fait probablement le plus jeune granite orogénique en surface. Ces âges concordent tous pour conclure à l’existence d’une exhumation extrêmement rapide de l’ordre de 10 mm/an à l’échelle du dernier Ma.
Pour la période plus récente, la datation (10 Be et 26 Al) des terrasses perchées le long de la vallée de l’Indus (Leland et al., 1998) montre des taux d’incision du même ordre de grandeur pour la partie ouest du massif. Il semble donc que les mouvements verticaux sont plus importants dans la partie ouest du Massif que dans la partie orientale. Cette observation est confortée par l’observation du chevauchement du socle du Nanga Parbat sur les terrasses de l’Indus le long de la faille de Raikot, faille bordant à l’ouest le Nanga Parbat, avec une flèche minimale de 300 m (Owen, 1989). Si on considère l’âge de 65 000 ans de ces terrasses, on peut proposer l’existence d’un chevauchement actif accommodant au minimum de 4 mm/an. En conclusion, les données géologiques convergent toutes pour conclure à l’existence de mouvements verticaux très rapides La présence des gorges de l’Indus et de la rivière d’Astor traversant le massif perpendiculairement à son axe, indique non seulement que ces rivières préexistaient à la surrection du massif mais aussi que l’érosion importante du massif par ces rivières pourrait avoir favorisé sa mise en place et sa surrection. Cependant, la localisation du massif pourrait également être due à sa présence au niveau de la syntaxe ouest-himalayenne, en bordure du plateau tibétain, et à des flux de matière dans sa croûte inférieure ductile car on sait que la croûte du plateau est particulièrement chaude et fluide. La croissance du Nanga Parbat pourrait donc s’apparenter à celle d’un diapir de croûte inférieure.
Nous proposons de réaliser des modélisations analogiques afin de comprendre les mécanismes qui expliquent la mise en place de ce dôme si particulier situé en bordure du plateau Himalayen. Les modèles réalisés pourront être des modèles analogiques qui seront effectués dans le nouveau laboratoire de modélisation mis en place à ISTerre au Bourget du Lac. L’intérêt des modèles analogiques est qu’il est facile de réaliser et de visualiser les résultats d’expériences 3D. Cet aspect est important dans le cas du dôme du Nanga Parbat, puisque celui-ci s’ouvre perpendiculairement à la vitesse de convergence Inde-Asie. Pour visualiser l’évolution topographique des expériences, un équipement scanner 3D est prévu.

encadrants : Joseph Martinod ( joseph.martinod univ-smb.fr )
François Jouanne ( francois.jouanne univ-smb.fr )