Cratères de Mono-Inyo - Définition
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Géographie
Situation
Les cratères de Mono-Inyo forment une chaîne volcanique qui s'étend sur quarante kilomètres du nord au sud, depuis Mono Lake jusqu'à Mammoth Mountain, en passant par la bordure occidentale de la caldeira de Long Valley. Ils se trouvent au pied de l'escarpement oriental de la Sierra Nevada, dans le bassin de Mono, qui fait partie du Grand Bassin, au cœur de la forêt nationale d'Inyo. Administrativement, ils se situent au sein du comté de Mono, dans l'Est de l'État américain de Californie. La ville de Mammoth Lakes est la corporation municipale la plus proche, à l'extrémité méridionale de la chaîne. San Francisco est à 300 kilomètres à l'ouest et Los Angeles à 400 kilomètres au sud.
Topographie
Cratères de Mono
Les cratères de Mono forment un alignement de 17 kilomètres de long composé d'au moins vingt-sept cratères volcaniques, trois larges coulées de lave vitreuses en inversion de relief, divers cratères d'explosion et autres appareils volcaniques associés. Les dômes s'étendent sur un arc grossièrement orienté nord/sud, légèrement concave à l'ouest, au sud de Mono Lake. Le plus haut d'entre eux est Crater Mountain, avec 2 796 mètres d'altitude, qui s'élève 730 mètres au-dessus du niveau moyen de Pumice Valley à l'ouest. Les appareils volcaniques associés se trouvent dans Mono Lake, à savoir Paoha Island et Negit Island, et sur sa rive septentrionale avec Black Point. Les coulées en inversion de relief se rejoignent au nord et au sud de la chaîne de chevauchement des dômes. Des cratères sont présents au sommet de la plupart des dômes et dans les terrains plats au sud.
Cratères d'Inyo
Les deux cratères les plus méridionaux d'Inyo consistent en des cratères ouverts au milieu d'une zone boisée, à 180 mètres l'un de l'autre et profonds de 30 à 60 mètres, chacun abritant une petite mare. Un demi-kilomètre au nord de ceux-ci, sur Deer Mountain, se situe un autre cratère d'explosion. Plus au nord encore se trouvent cinq dômes de lave parmi lesquels Deadman Creek Dome, Glass Creek Dome, Obsidian Dome et Wilson Butte. Ils sont composés de rhyolite grise, de ponces légères et d'obsidienne noire. La chaîne volcanique de Mono-Inyo s'étend à l'intérieur de la caldeira de Long Valley mais leur volcanisme est strictement dissocié.
Red Cones
Au sud des cratères de Inyo à proprement parler se trouvent d'autres appareils volcaniques liés au système de dykes responsable de la création des cratères, des volcans et des coulées de lave. Parmi eux figurent un escarpement de failles orienté nord/sud et haut de six mètres ainsi que des fissures dans le sol. Ces fissures ne sont pas des failles au sens strict puisque aucun mouvement horizontal ni vertical ne s'y fait significativement sentir. La plus notable est appelée (littéralement la « faille du tremblement de terre »), une fissure de trois mètres de large qui entrecoupe une coulée de rhyolite vitreuse sur une vingtaine de mètres. Des marches menant au bas de la fissure ont été retirées après avoir été endommagées par des secousses telluriques en 1980. Plusieurs cratères d'explosion se situent sur Mammoth Mountain. Au sud de cette dernière, les Red Cones (littéralement « cônes rouges ») sont des cônes de cendre basaltique et constituent l'extrémité méridionale des cratères de Mono-Inyo.
Géologie
Orogenèse
Orogenèse ancienne
Les cratères de Mono-Inyo sont situés au pied de l'escarpement oriental de la Sierra Nevada. Le volcanisme et l'activité sismique dans cette région sont le résultat de deux processus géologiques majeurs : le mouvement de coulisse en direction du nord-ouest de la plaque pacifique contre la plaque nord-américaine le long du système de failles transformantes de San Andreas près de la côte et l'extension sur un axe est-ouest de la croûte à l'origine de la province géologique de Basin and Range. Dans la région de Long Valley, où se trouvent les cratères, le prolongement de la province empiète sur la croûte épaisse et stable de la Sierra Nevada.
Le socle rocheux sous la chaîne volcanique est composé des mêmes granites et roches métamorphiques qui constituent la Sierra Nevada. Au-dessus se trouve un empilement de basaltes puis de rhyolites âgés de 3,5 millions d'années à moins de 760 000 ans. Le volcanisme apparaît au nord de la chaîne, dans les Bodie Hills, 28 millions d'années BP. La grande majorité des roches à l'est de la Sierra Nevada, dans le bassin de Mono, est d'origine volcanique.
Des volcans surgissent entre 3,6 et 2,3 millions d'années BP près de la région actuelle Long Valley. Des éruptions se produisent sur et autour de Glass Mountain entre 2,1 et 0,8 million d'années BP. Des cendres volcaniques issues de la gigantesque éruption de la caldeira de Long Valley, environ 760 000 ans BP, sont conservées à l'intérieur de l'épais tuf de Bishop qui recouvre l'essentiel de la région.
Des éruptions de basalte et d'andésite, 400 000 à 60 000 ans BP, le long de la bordure occidentale de la caldeira de Long Valley, constituent le premier signe d'activité associée aux cratères de Mono-Inyo. Vers 300 000 ans BP, des éruptions comblent cette partie de la caldeira avec des coulées de lave de près de 250 mètres d'épaisseur. Cette activité éruptive de type basaltique et andésitique se déplace ensuite vers le bassin de Mono où elle perdure de 40 000 à 13 000 ans BP.
Les données sismiques indiquent qu'une chambre magmatique d'un volume estimé entre 200 et 600 km3 existe 8 à 10 kilomètres sous les cratères de Mono. Un affaissement d'environ 200 mètres de hauteur s'est produit le long d'un système de fractures circulaire large de 18 kilomètres, à l'aplomb de la chambre au cours des 700 000 dernières années. Les cratères de Mono se situent au-dessus d'un arc de 12 kilomètres de long appartement à ces fractures. Le magma alimentant les dômes pourrait avoir exploité ces fissures en arc de cercle autour d'une profonde intrusion de roche granitique sous la chaîne. Cette chambre magmatique est strictement séparée de celle alimentant la caldeira de Long Valley.
Une série d'éruptions de dacite et rhyodacite depuis des bouches volcaniques en bordure sud-ouest de la caldeira forment Mammoth Mountain, chevauchement de dômes de lave, entre 220 000 et 50 000 ans BP. D'autres éruptions, de nature identique, ont lieu dans le bassin de Mono de 100 000 à 6 000 ans BP.
Formation des cratères de Mono, de Negit Island et de Black Point
Les cratères de Mono ont été bâtis à base de multiples éruptions de rhyolite riche en silice, de 40 000 à 600 ans BP. Black Point, actuellement sur la rive septentrionale de Mono Lake, est un cône volcanique aplati de débris basaltiques qui s'est formé sous la surface d'une étendue d'eau beaucoup plus profonde environ 13 300 ans BP, au cours de la dernière glaciation. Plusieurs épisodes éruptifs de 1 600 à 270 ans BP ont fait naître Negit Island. La chambre magmatique alimentant le champ volcanique de Mono Lake est indépendant de celui alimentant les cratères de Mono.
De la lave andésito-basaltique a édifié les Red Cones, deux petits cônes de cendres situés dix kilomètres au sud-ouest de Mammoth Lakes, vers 8 500 ans BP. Les cinq cratères de Mammoth Mountain sont un ensemble de cratères d'explosion orientés ouest-nord-ouest/est-sud-est sur 2,5 kilomètres sur le versant septentrional du volcan.
Aucun des cratères de Mono près du lac ne montre de traces d'érosion par les vagues. Pourtant, une colline à leur extrémité méridionale révèle ce qu'Israel Russel appelle littéralement « ligne de plage » (beach line) ou terrasse marine. Sa hauteur actuelle correspond donc au niveau maximum atteint par Mono Lake avant la formation de ces cratères, plus ou moins la déformation subie par les terrains depuis cette époque. Des galets, soulevés lors de la construction des volcans, sont présents sur leurs pentes. Bien que des glaciers aient occupé la Sierra Nevada, aucun n'a atteint la position basse des cratères de Mono.
L'épisode éruptif le plus récent des cratères de Mono s'est déroulé entre 1325 et 1365. La montée verticale de magma d'un dyke provoque la vaporisation brutale d'eau souterraine, créant une fracture de six kilomètres de long. Un mélange de cendres et d'éjectas recouvre alors 8 000 km2 dans la région de Mono Lake. Avec le vent, les dépôts atteignent 20 centimètres d'épaisseur à 32 kilomètres de l'éruption et encore 5 centimètres à 80 kilomètres. Des nuées ardentes, échappées de cette fracture en étroites langues, se propagent jusqu'à 8 kilomètres et recouvrent 100 km2. De la lave rhyolitique jaillit de la fracture et forme plusieurs dôme, dont Panum Crater et la North Coulee. Les dômes et coulées de lave les plus anciens sont datés à 600 ou 700 ans.
Formation des cratères d'Inyo et de Paoha Island
Les cratères d'Inyo ont été bâtis à base d'éruptions de rhyolite pauvre en silice, de 5 000 à 500 ans BP. L'épisode éruptif le plus récent s'est déroulé seulement quelques années après les éruptions des cratères de Mono et a été causé par un dyke de composition similaire. Il finit par atteindre onze kilomètres de longueur et dix mètres de large. Le sol, au-dessus du dyke, se fracture de manière importante.
De violentes éruptions émanent par la suite de trois bouches éruptives distinctes. Des roches solides et en fusion sont éjectées, de petits cratères se forment, et un grand panache s'élève au-dessus des volcans. Des ponces et des cendres, portées par le vent, recouvrent une large région si bien que des dépôts de 2,5 centimètres sont présents dans la zone actuelle de Mammoth Lakes. Une nuée ardente, échappée du cratère de South Deadman, parcourt une distance de six kilomètres.
Certains cratères ont été comblés par d'épaisses et lentes coulées de lave, formant ainsi les dômes de South Deadman Creek, Glass Creek et Obsidian Flow. D'autres, comme les Inyo Crater Lakes, près de Deer Mountain, sont restés ouverts et ont plus tard été remplis partiellement d'eau. De plus petits cratères d'explosion, sur le versant septentrional de Mammoth Mountain, ont également été formés à cette époque. Au cours des 6 000 dernières années, approximativement 0,8 km3 de magma a été émis depuis les cratères d'Inyo.
La dernière activité volcanique enregistrée dans la chaîne a eu lieu à Mono Lake entre 1720 et 1850. Une intrusion de magma sous le lac a soulevé les sédiments lacustres et formé Paoha Island. Des affleurements de rhyolite sont présents dans la partie septentrionale de l'île et un groupe de sept cônes de cendres dacitiques ainsi qu'une coulée de lave solidifiée sont situés dans le nord-est. Lorsque le géologue Israel Russel mène ses recherches sur l'île, dans les années 1880, des colonnes de vapeur s'élèvent encore à plusieurs dizaines de mètres au-dessus de Hot Spring Cove et des sources d'eau jaillissent à plus de 65 °C.
Évolution
Panum Crater est le volcan le plus septentrional avant Mono Lake et constitue un bon exemple de dôme rhyolitique imbriqué dans un anneau de tuf volcanique. L'intérieur du cratère contient également des ponces et de l'obsidienne créées par les coulées de lave. La chaleur du magma alimentant Panum Crater a vaporisé l'eau souterraine et créé un anneau de tuf avant que la lave n'atteigne la surface. Les autres cratères de Mono-Inyo se sont également formés de cette manière mais leur dôme a continué à croître de telle sorte qu'il « déborde » de l'anneau de tuf. Les dômes possèdent des pentes importantes et sont entourés d'éboulis composés de rochers angulaires largement vitrifiés. Devil's Punch Bowl, situé au sud du principal complexe de dômes, a cessé de se développer à un stade précoce. Il s'agit d'un profond cratère d'explosion long de 370 mètres et large de 45 mètres avec un plus petit dôme que la moyenne en son fond.
North et South Coulee ainsi que Northwest Coulee, plus petite, sont constituées de rhyolite riche en obsidienne. Il s'agit de coulées de lave en inversion de relief. Elles ont été formées par de la lave à faible vitesse d'écoulement possédant une croûte mince et fragile. Une fois la coulée arrêtée, elle a formé une langue de roches acérées et angulaires aux parois abruptes, épaisse en moyenne de 60 à 90 mètres, avec d'importants éboulis à sa base. South Coulee mesure 3,6 kilomètres de long, 1,2 kilomètre de large et représente un volume de 0,4 km3. Elle trouve son origine sur la crête des dômes de Mono, à environ cinq kilomètres de leur extrémité méridionale, s'épanche sur les versants est et ouest et se termine au pied des dômes. North Coulee, pratiquement aussi large mais moins volumineuse, s'épanche principalement vers l'est et se termine par une paire de lobes séparés. Northwest Coulee se situe au nord-ouest de la précédente et a été percée puis surmontée par Upper Dome (littéralement le « dôme supérieur ») après sa solidification. Des « poches » de glace permanentes, constituées par la fonte des neiges, ont été découvertes entre 25 et 45 mètres sous la surface des coulées en inversion de relief et des dômes.
Climat
Les cratères de Mono-Inyo se situent dans la région du Grand Bassin, au nord du désert Mojave, et se caractérisent par un biome de déserts et broussailles xérophytes. L'environnement aride du bassin de Mono reçoit environ 350 mm de précipitations par an. À Mammoth Lakes, plus précisément, elles atteignent 580 mm. L'air chargé d'humidité au-dessus de l'océan Pacifique franchit les crêtes de la Sierra Nevada au niveau du San Joaquin Gap. Les températures dans le bassin de Mono varient entre -7 à -2 °C en moyenne en hiver et 24 et 29 °C en moyenne en été. Près des cratères d'Inyo, elles varient entre -9 à -6 °C en moyenne en hiver et 21 et 26 °C en moyenne en été.
| mois | jan. | fév. | mar. | avr. | mai | jui. | jui. | aoû. | sep. | oct. | nov. | déc. | année |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Température minimale moyenne (°C) | -8,9 | -8,8 | -6,3 | -4,0 | 0,7 | 4,5 | 8,1 | 7,2 | 3,1 | -2,2 | -5,6 | -9,1 | -1,8 |
| Température moyenne (°C) | -2,3 | -2,4 | 0,6 | 2,8 | 8,4 | 12,8 | 16,9 | 16,1 | 12,3 | 6,7 | 1,8 | -2 | 6 |
| Température maximale moyenne (°C) | 4,4 | 4,1 | 7,4 | 9,6 | 16,1 | 21,1 | 25,8 | 25,4 | 21,4 | 15,6 | 9,2 | 5,1 | 13,7 |
| Précipitations (mm) | 118,1 | 101,6 | 60,2 | 37,6 | 31,5 | 14,7 | 12,7 | 8,6 | 9,7 | 36,1 | 52,8 | 97,0 | 580,4 |
| dont neige (cm) | 112,3 | 115,8 | 76,5 | 41,1 | 10,4 | 1,5 | 0 | 0 | 0 | 18,3 | 32,5 | 107,4 | 515,9 |
| Record de froid (°C) | -26,7 | -21,7 | -21,1 | -16,7 | -10,6 | -8,3 | -3,9 | -1,1 | -6,1 | -13,3 | -22,2 | -24,4 | -26,7 |
| Record de chaleur (°C) | 15,6 | 14,4 | 18,9 | 22,8 | 27,2 | 30 | 32,8 | 31,1 | 27,8 | 26,7 | 21,1 | 17,8 | 32,8 |
| Record de pluie en 24 h (mm) | 66,5 | 69,1 | 84,6 | 58,4 | 39,9 | 21,1 | 23,1 | 22,4 | 33,8 | 102,9 | 78,0 | 78,7 | 102,9 |
| Diagramme climatique | |||||||||||
| J | F | M | A | M | J | J | A | S | O | N | D |
| | | | | | | | | | | | |
| Temp. moyennes maxi et mini (°C) • Précipitations (mm) | |||||||||||
Faune et flore
La majeure partie des cratères de Mono présente une surface dépourvue de végétation mais leurs versants sont couverts de Pins de Jeffrey (Pinus jeffreyi). La Pumice Valley, immédiatement à l'ouest, est couverte de broussailles d'armoises (Artemisia sp.) Le sol est constitué avant tout de ponces, sur une couche épaisse, qui retiennent très peu l'eau. Des mycorhizes entre des champignons et les racines des Pins de Jeffrey ont lieu dans le sol, formant une relation symbiotique qui permet aux pins d'absorber l'eau et aux champignons de s'approvisionner en nutriments. Des forêts de Pins de Jeffrey entourent également les cratères d'Inyo et Mammoth Mountain.
Le Cerf hémione (Odocoileus hemionus), le coyote (Canis latrans), l'Ours noir (Ursus americanus), la Marmotte à ventre jaune (Marmota flaviventris), le Raton laveur commun (Procyon lotor) et le puma (Puma concolor) partagent tous un territoire au sein des forêts entourant les cratères de Mono-Inyo.
