Pour ceux d'entre vous qui aimeraient en savoir plus sur les sciences de la Terre et ce que font les géologues, nous avons mis en place ces pages pour donner de l'information sur le sujet, fournir un sommaire général de l'histoire géologique de l'Ouest canadien, et montrer quelques photos illustrant certains des aspects de notre travail.

Les sciences de la Terre n'existent en tant qu'activité scientifique que depuis environ 300 ans. Au début, et ce, pendant près d'un siècle, ces sciences n'étaient n'étaient considérés que comme activités secondaire par des hommes versés dans d'autres domaines (p. ex., ingénierie, médecine, biologie). Ce n'est qu'au XXe siècle que les scientifiques ont compris les fondements de la structure interne de la Terre, et les processus tectoniques qui déplacent et forment les immenses masses continentales. Comme toute recherche scientifique, les sciences de la Terre reposent sur des données d'observation, soit par une étude directe des roches ou indirectement par l'étude de la chimie, du magnétisme, des ondes séismiques ou d'autres attributs physiques. À partir de ces données, on conçoit des modèles qui reproduisent les processus et les conditions qui ont façonné la Terre, et nous permettent de faire des prévisions pour des conditions dont les données ne sont pas disponibles. Le problème ressemble à l'assemblage d'un casse-tête de 1000 morceaux avec seulement une douzaine de morceaux en main. Les caractéristiques de base de l'image sont assez vite apparentes, mais nombre des détails ne sont pas résolus. Ces derniers font l'objet d'une vive controverse.

Marge continentale occidentale

Notre histoire commence avec le grand système montagneux de l'Amérique du Nord occidentale, la Cordillère (espagnol : une chaîne de mountagnes), suite à la dislocation du supercontinent de Rodinia, il y a près de 750 millions d'années (Protérozoïque tardif; voir les divisions stratigraphiques des temps géologiques à la droit). La plupart des chercheurs croient, qu'à cette époque, l'Antarctique oriental et l'Australie se sont détachés de l'Amérique du Nord occidentale. Il s'en est suivi l'accumulation d'une large ceinture de séquences sédimentaires connue collectivement sous le nom de Supergroup de Windermere, à la marge continentale. Ce point se trouve d'ailleurs à mi-chemin dans l'histoire de l'Amérique du Nord occidentale, mais il marque la première étape pour laquelle nous possédons suffisamment d'information générales, même si de nombreux détails de cette histoire ancienne sont masqués par des épisodes cataclysmiques plus récents. Pendant la majorité des 400 millions d'années qui ont suivi, la marge continentale a été 'passive' (c'est-à-dire, du type de l'actuelle marge atlantique). Les dépôts érodés du continent se sont accumulés sur son bord. Au Paléozoïque précoce, la marge continentale au nord était vraiment différente de l'aspect que'elle présentait au sud. La partie sud était une étroite plate-forme de carbonate, passant, sur une courte distance à des eaux plus profondes où de la boue fine s'accumulait. La partie nord était constituée d'une plate-forme étendue et peu profonde de carbonate, apparentée à l'actuel banc des Bahamas. C'est la tectonique des plaques qui a fait que cette partie du continent était à l'époque sous les tropiques et, par conséquent, les processus liés à la formation de ces plates-formes carbonatées étaient, alors, très semblables dans le Nord canadien, à ce qu'ils sont de nos jours aux Bahamas.

Au cours des périodes allant du Dévonien tardif au Carbonifère précoce (entre 380 à 350 Ma), un épisode majeur de formation d'une chaîne de montagnes (orogenèse) s'est produit, et est préservé de façon fragmentaire dans plusieurs parties très espacées de l'ouest de l'Amérique du Nord, y compris le Nevada et le sud de la Colombie-Britannique. D'autres parties de la marge, comme l'est du Yukon, semblent avoir subi une extension et la formation de failles d'effondrement, mais pour le moment nous n'en savons pas suffisamment pour être sûrs si cette extension a suivi l'orogenèse (situation habituelle), ou si ces processus très différents se produisaient au même moment à différents endroits. C'est une question faisant l'objet d'actives recherches. Nous savons qu'il y avait par endroits formation de failles d'effondrement pendant le Paléozoïque tardif (Carbonifère et Permien, env. 350 à 250 Ma) dans le nord de la Colombie-Britannique, mais de nouvelles recherches indiquent qu'en outre, le volcanisme près de la marge continentale dans le sud-ouest du Yukon formait une chaîne de volcans d'arc insulaire (le Japon ou l'Indonésie en sont des équivalents contemporains) qui serait par la suite poussée dans cette partie de la marge.

Formation des montagnes (orogenèse) au Jurassique et au Crétacé inférieur

Au cours du Paléozoïque tardif et du Trias (env. 250 Ma), une série d'arcs insulaires se sont formés dans l'océan à l'ouest de l'Amérique du Nord, mais les espèces fossiles conservées dans les roches sédimentaires et le magnétisme rémanant des roches volcaniques indiquent qu'ils se sont formés à plus de 3000 km au sud de leurs emplacements actuels. Ils ont lentement migré vers le nord, sur le système mondial de convoyeur à bande que constitue la tectonique des plaques. Le système montagneux actuel de la Cordillère avait déjà commencé à se former il y a environ 175 millions d'années, pendant le Jurassique moyen. L'étape initiale de la formation des montagnes (orogenèse) a commencé lorsque le premier groupe de ces chaînes d'arcs insulaires, et des fragments de la nouvelle croûte océanique, sont entrés en collision avec l'Amérique du Nord occidentale. La première collision s'est produite avec un bloc crustal composite, appelé 'superterrane intramontagneux' (voir la carte de localisation), car il se trouve aujourd'hui au centre des plateaux intramontagneux de la Colombie-Britannique. Cette collision a engendré l'orogenèse du Columbien, le premier de deux épisodes complets de formation de montagnes qui a donné lieu à la formation d'une ceinture orogénique et d'une zone de charriage, un épaississement majeur de la crôute terrestre et l'intrusion de plutons de granite d'un bout à l'autre de du Domaine d'Omineca au coeur de la Cordillère. À l'époque du Jurassique tardif, des sédiments ont été déversés à l'est de ces montagnes naissantes et ont formé les premières couches de roches de 'biseaux clastiques' déposés sous forme d'un large tablier sur les plus anciens sédiments de marge continentale dans les actuelles Colombie-Britannique orientale et Alberta. Ces roches seront par la suite faillées et plissées à mesure que la déformation progressera vers l'est le Domaine de l'Avant-pays de la Cordillère.

Épisodes au Crétacé ou plus récents

Une deuxième collision s'est produite quelque temps avant le Crétacé moyen, quand le 'superterrane insulaire' a heurté la partie inférieure 'du superterrane intramontagneux' à une vitesse probable supérieure à 5 cm par an. Cette collision a donné une deuxième impulsion majeure de déformation régionale, un épaississement et un soulèvement de la croûte terrestre ainsi qu'une intrusion générale de granites du Crétacé moyen, spécialement dans les Domaines côtiers et d'Omineca. La dernière impulsion majeure de déformation dans la Cordillère a duré depuis la moitié du Crétacé tardif jusqu'au Tertiaire précoce. Cet épisode, souvent appelé l'orogenèse du Laramide d'après un épisode d'âge apparenté dans les montagnes Rocheuses aux État-Unis, a engendré d'importants charriages et plissements dans les Domaines d'Omineca et de l'Avant-pays, résultant en un rétrécissement de la croûte terrestre dans la partie méridionale de la Cordillère atteignant jusqu'à 200 km. Ces chaînes montagneuses surélevées, les montagnes Rocheuses canadiennes, déversent de grands prismes clastiques vers l'est sur les prairies occidentales.

À mesure que ces épisodes de rétrécissement ont pris fin, au Tertiaire précoce, des mouvements vers le nord de segments de la Cordillère se sont poursuivis et sont devenus plus importants. Des failles majeures ont engendré d'autres mouvements de terranes vers le nord. Par exemple, il s'est accumulé un déplacement d'au moins 450 km vers le nord du côté occidental du système des sillons de Tintina et des montagnes Rocheuses du Nord. La faille San Andreas de la Californie méridionale est une version contemporaine analogue de ces grandes failles. Au Tertiaire précoce, la première de plusieurs impulsions d'extension a entraîné l'effondrement partiel de la croûte terrestre épaissie sous le Domaine d'Omineca. Ce genre d'effondrement induit par la pesanteur est de plus plus perçu comme faisant partie de l'évolution planétaire des systèmes montagneux. C'est seulement dans la Cordillère septentrionale que la formation de montagnes importantes se poursuit après le Tertiaire précoce. Les plis et les failles chevauchantes du Tertiaire tardif y sont très répandus, avec par endroits des indications que cette déformation se poursuit encore de nos jours. Le mouvement contemporain vers le nord de la plaque du Pacifique se compense principalement sur la faille des îles de la Reine-Charlotte, mais également dans une moindre mesure dans la Cordillère septentrionale, où le massif St. Elias s'élève encore, tandis que le reste du Yukon continue de se déformer lentement.

• en Sciences de la Terre:
  • Wonderful Life, Stephen Jay Gould

  • The Map that Changed the World

• Sur la Cordillère canadienne:
  • Where Terranes Collide, by C.J. Yorath, 1990; Orca Book Publishers, Victoria, B.C., Canada.

  • Of Rocks Mountains and Jasper, By C. J. Yorath and B. Gadd, 1995. Dundurn Press, Ltd., Toronto, Ontario.

Corail

Les fossiles jouent un rôle très important en géologie. Ils témoignent de la présence de vie antérieure, nous permettent de dater les successions de roches et de produire des renseignements importants sur des palé-environnements. Ces coraux fossilisés proviennent des montages à l'ouest de Fort Liard (T. N.-O.). Compte tenu du fait que les coraux vivent uniquement dans l'eau salée, ils nous indiquent que les roches dans lesquelles on les trouve ont été formées à l'origine dans une mer maintenant disparue.

Grès à stratification entrecroisée

La plupart des roches que nous examinons dans le cadre de ce projet sont des roches sédimentaires, c'es-à-dire qu'elles sont constituées de matériaux qui sont jadis été des sédiments meubles (p. ex.: la boue, le sable, le gravier ou des fragments de coquillages). Une fois les dépôts enfouis, les grains ont été agglomérés par des minéraux déposés par l'eau souterraine et transformés en roche. Presque tout le charbon, le gaz et le pétrole à l'échelle planétaire proviennent de roches sédimentaires. Cette photographie montre un affleurement de grès (sable transformé en roche). Remarquer qu'entre les couches horizontales dans la roche, se trouvent également des surfaces plongeant vers la droite. Elles passent au centre de la photographie et constituent des stratfications entrecroisées. Il est possible de trouver le même genre de couches plongeantes dans les dunes et les rides qui se forment sous l'eau dans les cours d'eau contemporains. Les couches obliques dans cette photo nous indique que le sable a été déposé par un courant coulant de gauche à droite.

Synclinal du mont Withrow

À mesure que les montagnes Rocheuses se formaient, les strates (couches de roches) de la croûte terrestre se plissaient. Un pli en forme de U est un synclinal. Sur cette photo, prise à proximité du mont Withrow dans le nord-est de la C.-B., le synclinal est bordé de couches de grès résistantes à l'altération atmosphérique et forment des crêtes. Sous la partie inférieure, au centre du pli, on trouve du shale, une roche bien moins résistante qui s'altère très vite. Cette photo montre en outre comment les structures géologiques s'étendent à la surface de la Terre : on peut voir le synclinal s'étirer au loin.

Anticlinal fermé

Cette photographie montre des couches de roches qui ont été plissées en forme de A : un anticlinal. Vous pourrez remarquer que la charnière du pli a un sommet plat et deux flancs à pente raide, l'apparentant à une boîte. Les plis ayant cette forme sont appelés des plis coffrés. Les synclinaux et les anticlinaux peuvent tous deux être des plis coffrés.