FIG. 106Promenades

Comment s’est formé le Grand Canyon : ses couches à pied

Descendez 1360 m sur le Bright Angel Trail à travers 13 couches, d’un fond marin de 270 millions d’années au schiste de 1,75 milliard d’années près du fleuve.

Comment s’est formé le Grand Canyon : ses couches à pied
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Cet appareil ne peut pas afficher le modèle 3D. Les étapes de la visite ci-dessous se lisent sous forme de texte.

1 / 18 Le déniveléVous êtes sur le bord sud, à 2091 m au-dessus de la mer. Le Colorado est 1360 m sous vos pieds ; en face, le bord nord est environ 300 m plus haut. La colonne à gauche représente les roches sous vos pieds et vous suit jusqu’en bas.

Faites glisser pour tourner. Molette ou pincement pour zoomer.

Mis à jour le Sources vérifiées le
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Le paysage que vous parcourez

Comment s’est formé le Grand Canyon ? Le Colorado a creusé le plateau, principalement au cours des cinq à six derniers millions d’années, dans des roches bien plus anciennes. La plupart des photographies sont prises depuis le bord, où les parois semblent un décor peint : les couleurs sont visibles, mais les dimensions restent difficiles à saisir. Cette exposition vous place sur le bord sud, au départ du Bright Angel Trail, et vous permet de descendre jusqu’au Colorado en traversant toutes les couches rencontrées par le sentier.

Le modèle repose sur une colonne de roche comprenant 13 couches entre le bord et le fleuve. Elle va de la Formation de Kaibab, vieille d’environ 270 millions d’années, sous vos pieds au sommet, au Schiste de Vishnu, vieux d’environ 1750 millions d’années, au bord de l’eau. Leurs âges sont les « meilleurs âges numériques » publiés par le National Park Service pour les roches du Grand Canyon. Leurs épaisseurs proviennent de l’inventaire des ressources géologiques du parc, qui fournit une plage pour chaque couche. Le modèle choisit une valeur dans chaque plage pour obtenir les 1360 m de dénivelé entre le départ du sentier et le fleuve.

Pendant la marche, une colonne en bas à gauche de l’écran suit votre descente. Elle indique la couche sous vos pieds, son âge, son milieu de formation et le nombre approximatif d’années nécessaires à l’accumulation d’un mètre de roche. Une coupe de l’ensemble du canyon, en haut à gauche, situe votre position dans la paroi. Vous pouvez marcher normalement, avancer six fois plus vite, voler au-dessus du bord ou flotter sur le fleuve.

Trois autres commandes modifient le paysage. Un curseur d’évolution temporelle remplit le canyon jusqu’au plateau initial, selon deux interprétations scientifiques de la date de son creusement. « Autrefois » vous entoure du milieu de formation de chaque couche : mer chaude, dunes, marais à fougères, plage ou roche brûlante dans la croûte profonde. « Temps manquant » éclaire les contacts où la roche manque, lesquels représentent ici la majeure partie du temps.

Les dix premières secondes

Vous commencez derrière un petit mur de pierre sur le bord. La visite vous approche du précipice et incline votre regard vers le bas. Sous le mur s’ouvre la falaise de Kaibab, puis la bande claire du Grès de Coconino, des pentes rouges successives, une falaise grise tachée de rouge, une vaste banquette verte et enfin une gorge sombre où coule le fleuve. Celui-ci se trouve 1360 m sous vos yeux. En face, l’autre bord est plus haut que celui où vous vous tenez.

Ce dernier détail est réel. Le bord nord domine le bord sud d’environ 1000 ft (300 m). Sa station météorologique est la plus fraîche et la plus humide de la région, tandis que Phantom Ranch, au fond, a enregistré 120 °F (49 °C). Dans le modèle, les couches du côté nord remontent vers ce bord : les mêmes couches s’y trouvent donc plus haut.

Quelle est sa profondeur ?

Le National Park Service donne plusieurs chiffres, chacun valable pour un endroit différent. Près de Grand Canyon Village, le dénivelé entre le bord et le fleuve est « un mile vertical (environ 5000 feet / 1524 m) », pour environ 7 miles (11,3 km) par le sentier. Au point le plus profond, le canyon atteint 6000 ft (1829 m). Il mesure 277 miles fluviaux (446 km) de long et environ 10 miles (16 km) de bord à bord au niveau du Village.

Le Bright Angel Trail part du Village et rejoint le fleuve près de Phantom Ranch. L’eau s’y trouve à environ 2400 ft (730 m) au-dessus du niveau de la mer. Le modèle utilise 1360 m de dénivelé entre le départ et le fleuve, pour un sentier de 11,1 km. Les étapes publiées se placent aux bons niveaux :

Étape du sentier Sous le bord (NPS) Distance sur le sentier : NPS / modèle Couche du modèle
Second Tunnel 180 m 1,45 km / 1,43 km Grès de Coconino
Mile-and-a-Half Resthouse 340 m 2,4 km / 2,7 km Formation de Hermit
Three-Mile Resthouse 645 m 4,8 km / 5,1 km Formation de Watahomigi, au-dessus de Redwall
Havasupai Gardens 925 m 7,2 km / 7,4 km Formation de Bright Angel
Plateau Point 940 m embranchement / 7,5 km Formation de Bright Angel
Le fleuve 1360 m environ 11,3 km / 10,8 km Schiste de Vishnu

Pour mieux imaginer la profondeur, activez « Colonne de personnes ». Un mât rouge et blanc se dresse sur la Plateforme de Tonto, du fleuve au bord. Chaque bande correspond à une personne de 1,7 m. Il en faut 800, debout sur la tête les unes des autres, pour atteindre le sommet. Si vous entrez votre taille dans « Moi », les personnes du sentier prennent votre taille et le nombre change aussi.

Lire la colonne sous vos pieds

La colonne en bas à gauche est l’élément principal de l’écran. Son sommet est le bord et sa base le fleuve, dessinés à l’échelle. Chaque bande colorée est une couche ; les zigzags marquent les contacts où la roche manque. Une flèche rouge repère vos pieds. Vous pouvez cliquer n’importe où sur la colonne pour rejoindre cette profondeur sur le sentier.

Cinq lignes de texte l’accompagnent :

  • la couche sous vos pieds ;
  • son âge, tiré de la liste des meilleurs âges numériques du NPS ;
  • son milieu de formation, selon la même série du NPS ;
  • votre profondeur sous le bord, votre altitude et l’écart de température avec le bord ;
  • le temps nécessaire à l’accumulation d’un mètre de cette roche.

La dernière ligne demande une explication. Le NPS donne pour chaque couche sédimentaire un âge central et une plage d’âges. Kaibab, par exemple, a 270 millions d’années, avec une plage de 269 à 273 millions. Si l’on considère cette plage comme la durée d’accumulation et qu’on la divise par l’épaisseur, on obtient des années par mètre : 4 millions d’années pour 90 m de Kaibab donnent environ 44 000 ans par mètre. C’est une estimation, indiquée comme telle. Une partie de la plage traduit l’incertitude de datation, et non la durée du dépôt ; aucune couche ne s’est accumulée à rythme constant. Pour le Calcaire de Redwall, le NPS précise seulement que le dépôt « s’est probablement produit sur quelques millions d’années » : le modèle utilise 3 millions.

Ces chiffres restent utiles pour comparer les couches. Un mètre de Redwall représente environ 19 000 ans. Un mètre de la Formation de Watahomigi, mince couche du Groupe de Supai, en représente environ 150 000. C’est la différence entre une mer accumulant rapidement de la boue calcaire et une côte où peu de sédiments restaient en place.

Le Schiste de Vishnu n’a aucun chiffre. Ce n’est pas un empilement de strates, mais une roche si comprimée et chauffée que ses couches initiales se dressent maintenant à la verticale. Son épaisseur ne permet pas de lire le temps.

Appuyez sur « Par le temps » pour changer l’échelle. Le haut correspond alors à 270 millions d’années et le bas à 1750 millions. Chaque couche devient une mince bande à son âge, et presque toute la colonne se vide. Ce blanc est du temps dont aucune roche n’est conservée ici.

13 couches en descendant du bord

Couche Âge (millions d’années) Épaisseur du modèle Plage publiée Milieu de formation Forme de la paroi
Formation de Kaibab 270 90 m 73 à 107 m mer peu profonde falaise
Formation de Toroweap 275 70 m 60 à 76 m côte d’une mer peu profonde pente
Grès de Coconino 280 100 m 9 à 122 m dunes désertiques falaise
Formation de Hermit 285 160 m 158 à 195 m rivières et marais pente
Grès d’Esplanade 290 110 m 107 à 122 m côte aride et dunes falaise
Formation de Wescogame 300 37 m 34 à 40 m côte aride et dunes corniches
Formation de Manakacha 315 53 m 53 m côte aride et dunes corniches
Formation de Watahomigi 320 33 m 30 à 37 m plaine côtière et mer pente
Calcaire de Redwall 340 160 m 152 à 167 m mer tropicale falaise
Formation de Muav 504 97 m 97 à 115 m mer tropicale falaise
Formation de Bright Angel 506 60 m 60 à 90 m fond marin boueux pente
Grès de Tapeats 508 60 m 0 à 91 m plages et sables fluviaux falaise
Schiste de Vishnu 1750 330 m affleurants non stratifié croûte profonde gorge intérieure

Les quatre couches d’Esplanade à Watahomigi constituent le Groupe de Supai ; Muav, Bright Angel et Tapeats appartiennent au Groupe de Tonto. Une quatorzième unité, la Formation de Temple Butte, vieille d’environ 385 millions d’années, ne subsiste qu’en plaques et remplissages de chenaux entre Muav et Redwall : elle n’a donc aucune épaisseur sur le sentier.

Le bord : une mer permienne

La roche sous les parkings et le chemin du bord est la Formation de Kaibab. Elle s’est formée au fond d’une mer peu profonde il y a environ 270 millions d’années, que le NPS compare au golfe Persique actuel. Brachiopodes, bryozoaires, éponges et mollusques vivaient sur ce fond ; des requins et d’autres poissons nageaient au-dessus, laissant des dents dans la roche. C’est la roche la plus jeune des parois. Au-dessus de la surface où vous marchez, 270 millions d’années manquent, car tout ce qui s’est déposé ensuite à cet endroit a été érodé.

L’époque des dinosaures en fait partie. Il n’y a pas de fossiles de dinosaures dans le Grand Canyon. Ses roches sont antérieures aux premiers dinosaures, et les couches de leur époque, épaisses de 4000 à 8000 ft selon le NPS, ont été érodées dans la région. Une fiche cachée près du départ l’explique ; l’une des portes « Ensuite », en bas à gauche, mène aux dinosaures.

Juste sous Kaibab se trouve la Formation de Toroweap, une pente de calcaire, siltite et gypse provenant de la côte d’une mer semblable. Les niveaux blancs du modèle sont du gypse, minéral laissé par l’évaporation de l’eau de mer.

Le bord accueille aussi le Trail of Time, une véritable exposition du bord sud. Des repères en bronze sont espacés d’un mètre, chacun représentant un million d’années. Les 2000 pas entre le Yavapai Geology Museum et Grand Canyon Village couvrent les 2 milliards d’années de roche du canyon. Le modèle en montre un court tronçon à l’est du départ. Cette échelle mérite d’être retenue : la paroi inférieure l’approche, tournée sur le côté. En moyenne sur les 1360 m, lacunes comprises, un mètre de descente représente un peu plus d’un million d’années.

Un désert dans la paroi

Environ 160 m sous le bord, le sentier atteint une falaise claire. C’est le Grès de Coconino, des dunes vieilles d’environ 280 millions d’années devenues pierre. Le NPS compare ce milieu au désert d’Arabie. La falaise présente des stratifications entrecroisées : des lignes inclinées à l’intérieur des bancs, là où les faces des dunes ont été enfouies successivement. Le Second Tunnel la traverse.

Coconino ne contient aucun fossile corporel, ni coquille ni os. Il conserve des pistes laissées dans le sable par des animaux avec ou sans colonne vertébrale. Elles sont étudiées depuis plus de 100 ans. Une fiche cachée dans les lacets montre une dalle portant une suite d’empreintes.

Activez « Autrefois » dans Coconino : les dunes reviennent autour de vous, dans la brume d’un vent sec. C’est l’un des défis.

Couches rouges, fougères et premiers marcheurs des dunes

Sous Coconino, la paroi devient rouge. La Formation de Hermit, vieille d’environ 285 millions d’années, est une siltite et un grès rouges déposés par des rivières et marais en pays sec ; le NPS les compare au delta du Nil. Une grande partie des couleurs du canyon vient de petites quantités d’oxyde de fer, dans la roche ou à sa surface. Hermit conserve l’écosystème le plus complet du haut du canyon : fougères fossiles et nombreuses autres plantes, pistes de vertébrés et d’invertébrés, et quelques rares ailes d’insectes de groupes apparentés aux libellules et aux blattes.

Sous Hermit viennent les quatre formations du Groupe de Supai, âgées d’environ 320 à 290 millions d’années. Le Grès d’Esplanade, au sommet, forme une falaise et une banquette. Wescogame et Manakacha sont des corniches de grès rouge d’une côte aride à dunes, comparée par le NPS à la Namibie. Watahomigi, à la base, était encore au contact de la mer et contient des brachiopodes et des dents de requins.

Manakacha abrite le fossile le plus célèbre du sentier. En 2016, un professeur de géologie en randonnée avec ses étudiants remarqua des empreintes sur un bloc près du Bright Angel Trail. Le bloc était tombé d’une falaise voisine de la Formation de Manakacha. Une étude publiée en 2020 a daté les traces de 313 millions d’années, à 500 000 ans près, et identifié deux pistes d’animaux primitifs apparentés aux reptiles traversant une pente de dune. Ce sont les plus anciennes pistes de vertébrés du canyon et la première preuve de leur marche sur des dunes. Elles enregistrent aussi une marche à séquence latérale, comme celle d’un chien ou d’un chat avançant lentement. Selon le NPS, le bloc se trouve près de Three-Mile Resthouse ; le modèle le place là.

En 2024, les premiers os de vertébrés paléozoïques du canyon ont été signalés dans la Formation de Wescogame. Manakacha et Wescogame contiennent aussi des fossiles de prêles et de fougères à graines.

Redwall : une falaise grise tachée de rouge

À Three-Mile Resthouse, le sentier se trouve au sommet du Calcaire de Redwall, falaise haute de 160 m dans le modèle et de 152 à 167 m dans l’inventaire du parc. Ces falaises bloquent la plupart des accès au canyon. Le Bright Angel Trail les franchit parce qu’il suit la faille de Bright Angel, une grande fracture qui les interrompt. Le sentier du modèle traverse Redwall en lacets serrés dans cette zone fracturée.

Redwall est un calcaire d’une mer tropicale d’il y a environ 340 millions d’années, comparée par le NPS à la mer de Java. Il contient crinoïdes (lys de mer), coraux, bryozoaires, brachiopodes, nautiloïdes et dents de requins. Dans le modèle, de petits disques de tiges de crinoïdes font partie des trouvailles cachées.

Le nom est un peu trompeur. La roche est grise. Là où elle semble rouge, sa surface est tachée par des boues descendues des couches rouges Supai et Hermit. La description NPS de l’itinéraire South Canyon l’exprime clairement : le calcaire « n’est pas “peint” en rouge, mais gris, sa couleur naturelle ». Une publication de l’USGS de 1915 décrivait Redwall comme « gris bleu clair, massif, surface surtout tachée de rouge ». Le modèle montre cette coloration sur la falaise et une cassure grise révélant l’intérieur.

Le calcaire se dissout dans l’eau, et Redwall est parcouru de grottes. Le NPS ferme toutes les grottes du parc aux visiteurs. Les grottes sèches conservent les 50 000 dernières années : restes de paresseux terrestres de Shasta disparus, avec os, fourrure et excréments, chèvre de montagne éteinte et condors de Californie, qui survolent encore le canyon. Des humains y ont aussi laissé des objets. Entre environ 2000 et 4000 ans, des figurines de cerfs et de mouflons, pliées dans une seule brindille fendue de saule ou de peuplier, furent déposées dans des grottes isolées de Redwall, souvent sous de petits cairns. En raison de leurs lieux de découverte, les archéologues ne les considèrent pas comme des jouets.

164 millions d’années dans une fissure

À la base de Redwall, le sentier traverse un contact facile à manquer. Redwall, au-dessus, a 340 millions d’années. La Formation de Muav, en dessous, en a 504 millions. Environ 164 millions d’années manquent entre les deux. L’Ordovicien, le Silurien et le début du Dévonien n’ont laissé aucune roche ici.

Par endroits, des plaques de la Formation de Temple Butte, vieille d’environ 385 millions d’années, remplissent d’anciens chenaux à ce contact. Temple Butte conserve les plus anciens vertébrés fossiles connus du parc, des poissons cuirassés appelés placodermes, ainsi que son plus ancien corail. Le NPS rappelle que les coraux à parties dures se sont répandus à l’Ordovicien, période absente du canyon : les premiers coraux n’y figurent donc pas.

Une lacune plus petite existe aussi au sommet de Redwall : environ 20 millions d’années entre Redwall et Watahomigi. Par endroits, la Formation de Surprise Canyon, vieille d’environ 325 millions d’années, remplit des dolines et dépressions de l’ancienne surface karstique de Redwall.

Activez « Temps manquant » pour éclairer ces contacts sur toutes les parois.

La mer cambrienne

Sous Muav, la pente s’adoucit vers la large banquette verte de la Plateforme de Tonto. Le sentier atteint Havasupai Gardens, oasis à peupliers et à eau située 925 m sous le bord. Le peuple Havasupai y vivait et cultivait jusqu’à la création du parc national ; le lieu s’appelait auparavant Indian Garden.

La banquette est la Formation de Bright Angel, une argilite gris vert issue d’un fond marin boueux d’il y a environ 506 millions d’années. Le NPS la compare au golfe du Mexique. Des trilobites y vivaient ; Bright Angel et Muav conservent leurs corps et traces, des brachiopodes et échinodermes primitifs, et de petits arthropodes bivalves appelés bradoriidés, disparus après le Cambrien. Les traces comprennent pistes, traînées, terriers de vers et marques d’alimentation.

En 2025, des chercheurs ont décrit dans cette couche des fossiles plus petits et inhabituels : des films carbonés d’animaux mous d’environ un millimètre, dont des vers priapuliens à dents en peigne, des crustacés et des mollusques. Les fossiles de tissus mous sont rares et proviennent surtout de mers pauvres en oxygène ; ceux-ci viennent d’un fond bien oxygéné, peuplé d’animaux fouisseurs.

Sous Bright Angel se trouve le Grès de Tapeats, sable brun de plages et de fonds de rivières datant d’environ 508 millions d’années. Ensemble, ces couches enregistrent l’avancée de la mer sur le continent. Leurs âges ont été recalibrés par datation des zircons en 2018 et 2020, et le Groupe de Tonto redéfini : la Formation de Sixtymile a été ajoutée à sa base, la Dolomie de Frenchman Mountain à son sommet, et Bright Angel Shale et Muav Limestone renommés formations, car ils contiennent plusieurs types de roche. Selon les âges révisés, la mer ayant déposé l’essentiel du Groupe de Tonto a progressé du Nevada, à travers l’Arizona, jusqu’au Colorado en environ 10 millions d’années, ce que le NPS juge très rapide.

La Grande Discordance

Au pied de Tapeats, le sentier passe sur une roche sombre. Ce contact est la Grande Discordance, reconnue par John Wesley Powell, qui explora le canyon en bateau en 1869. Au-dessus se trouve le sable de Tapeats, vieux de 508 millions d’années ; au-dessous, le Schiste de Vishnu, vieux d’environ 1750 millions d’années. Il manque environ 1,2 milliard d’années d’archives rocheuses, soit près du quart de l’âge de la Terre. Une ligne dorée marque le contact dans le modèle ; l’un des défis consiste à descendre la toucher.

Le Grand Canyon possède l’une des archives rocheuses les plus complètes, et pourtant, comme l’indique un schéma du NPS, plus de temps manque qu’il n’en est conservé. Passez la colonne sur « Par le temps » à cet endroit : Tapeats et Vishnu deviennent deux bandes minces séparées par un vide plus long que tout ce qui se trouve au-dessus.

Où est passée la roche manquante ? Une partie de la réponse est visible dans l’est du canyon, où les couches inclinées du Supergroupe du Grand Canyon, âgées de 1255 à 729 millions d’années, s’intercalent entre le socle et Tapeats. Elles ont été déposées, inclinées, puis largement érodées avant l’arrivée de Tapeats. Le rapport géologique du parc décrit la Grande Discordance comme plusieurs discordances qui fusionnent là où le Supergroupe manque. Les raisons d’une telle disparition de roche dans de nombreuses régions du monde à peu près au même moment restent débattues. Une proposition publiée en 2019 invoque les calottes glaciaires des glaciations de la « Terre boule de neige », entre 717 et 635 millions d’années, qui auraient raboté une grande partie de cette roche ; d’autres chercheurs défendent plusieurs épisodes d’érosion distincts. L’exposition laisse cette question ouverte.

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Le socle

La gorge intérieure entaille les Vishnu Basement Rocks, nom employé par le NPS pour toutes les roches cristallines du fond du canyon. Le Schiste de Vishnu et ses voisins étaient à l’origine des laves et sédiments sur les flancs d’îles volcaniques. Quand ces îles ont heurté l’ancienne Amérique du Nord, il y a environ 1,75 milliard d’années, les roches ont été enfouies jusqu’à 25 km, comprimées et chauffées jusqu’à redresser leurs couches, puis pénétrées par du magma.

Le magma est devenu le granite rose de Zoroaster, vieux de 1740 millions d’années, visible en veines dans le schiste sombre. D’autres granites et filons de pegmatite ont suivi, entre 1713 et 1375 millions d’années. La plus ancienne roche datée du canyon est le pluton d’Elves Chasm, vieux de 1840 millions d’années, à un million près.

Dans le modèle, la gorge est un schiste sombre à veines roses. C’est la seule partie non stratifiée : la colonne n’y affiche donc aucun nombre d’années par mètre. Activez « Autrefois » pour voir son milieu de formation : une croûte profonde et chaude, sans ciel.

Le Supergroupe incliné

En amont de la plage, le modèle place un coin de couches inclinées dans la paroi nord. Dans le vrai canyon, le Supergroupe du Grand Canyon s’observe à l’est, notamment depuis Lipan Point sur Desert View Drive, et non sur le Bright Angel Trail. Le modèle en rapproche un fragment du fleuve pour comparer les trois ensembles décrits par le NPS : le socle, le Supergroupe incliné et les couches horizontales supérieures.

Le Supergroupe atteint environ 12 000 ft (3600 m) là où il est complet. Sa couche inférieure, la Formation de Bass, était une boue calcaire marine ; un niveau de cendres y est daté de 1255 millions d’années. Bass contient des stromatolites, monticules construits par des colonies de cyanobactéries, les plus anciens fossiles du canyon visibles sans microscope. Plus haut, le Basalte de Cardenas empile plus de 300 m de coulées émises il y a 1082 millions d’années, lorsque le continent a commencé à se séparer avant que le processus cesse. Le Groupe de Chuar supérieur, âgé de 775 à 729 millions d’années, conserve des microfossiles en forme de vase interprétés comme des enveloppes d’amibes unicellulaires. Les couches sont aujourd’hui inclinées d’environ 20 degrés, mais se sont déposées à plat.

Pourquoi la paroi forme un escalier

La paroi forme un escalier parce que les couches résistent différemment à l’érosion. Les grès et calcaires durs, comme Coconino et Redwall, se détachent en falaises verticales. Les schistes argileux et siltites plus tendres, comme Hermit et Bright Angel, s’altèrent en pentes et banquettes. Le socle dur du fond forme la gorge intérieure étroite et escarpée. Un dépliant du NPS parle de l’aspect en « pyramide à degrés » du canyon.

Le modèle suit la même logique. Chaque couche a un angle de paroi : environ 70 degrés pour Coconino, Redwall et Tapeats ; 30 à 40 degrés pour Hermit, Toroweap et Watahomigi ; et seulement 7 degrés pour Bright Angel, qui s’étale sur la Plateforme de Tonto. Les vraies falaises sont plus verticales ; le modèle les adoucit, car sa grille de terrain de 26 m représenterait une paroi verticale par une marche irrégulière. Le long du sentier, où la faille de Bright Angel fracture les falaises, les parois s’inclinent à environ 50 degrés. Esplanade et le sommet de Redwall laissent des banquettes. Canyons latéraux et buttes isolées obéissent aux mêmes règles : une butte est un morceau de paroi isolé de tous côtés, coiffé par la couche dure de son sommet.

Quel âge a le canyon ?

Les roches sont anciennes ; le canyon est jeune. C’est souvent le point le plus difficile à comprendre. Kaibab, sur le bord, a 270 millions d’années, mais le canyon qui l’entaille est bien plus récent. Le NPS décrit trois étapes : formation des roches ; soulèvement de la région entre 70 et 30 millions d’années pour former le haut plateau plat du Colorado ; puis creusement par le Colorado, à partir d’il y a 5 à 6 millions d’années.

Depuis environ 150 ans, les chercheurs débattent de l’ancienneté de certains tronçons. Déplacez « Évolution temporelle » pour voir deux interprétations publiées.

Selon le canyon jeune, le Colorado a creusé l’essentiel au cours des 5 à 6 millions d’années écoulées. Karlstrom et ses collègues (2014) ont daté quatre des cinq segments par les traces de fission et l’hélium dans l’apatite. Deux segments centraux ont une histoire plus ancienne, l’un de 70 à 50 millions d’années, l’autre de 25 à 15 millions. Mais les extrémités, Marble Canyon et le canyon le plus occidental, ont été creusées dans les 5 à 6 millions d’années écoulées. Le canyon complet s’est donc formé lorsque le fleuve a relié des tronçons anciens. Dans le modèle, cette interprétation creuse la profondeur actuelle uniformément sur 6 millions d’années.

Selon le canyon ancien, des rivières d’autres directions avaient déjà creusé jusqu’à quelques centaines de mètres de la profondeur actuelle il y a environ 70 millions d’années. Flowers et Farley (2012) l’ont proposé à partir de l’hélium des cristaux d’apatite du canyon occidental ; Wernicke (2011) envisageait un « California River » coulant vers l’est, responsable d’une grande partie du creusement. Activez « Canyon ancien » : le modèle creuse jusqu’à 200 m de la profondeur actuelle entre 80 et 70 millions d’années.

Karlstrom et ses collègues ont répondu en 2013 que ces données pouvaient être conciliées avec un canyon jeune, et que des indices géologiques, comme l’âge des plus anciens graviers du Colorado, allaient dans ce sens. Le NPS décrit aujourd’hui un canyon creusé dans les 5 à 6 millions d’années écoulées. Le modèle montre les deux interprétations ; aucune courbe ne mesure la progression réelle du fleuve.

Un autre chiffre aide. Si les 1360 m du Bright Angel Trail avaient été entièrement creusés en 6 millions d’années, le fleuve aurait abaissé son lit d’environ 0,23 mm par an en moyenne, moins que l’épaisseur d’un ongle. Les études d’incision, comme Karlstrom et ses collègues (2008), montrent que la vitesse varie selon les lieux et les époques.

Le fleuve actuel

Selon le NPS, le Colorado mesure en moyenne environ 300 ft (91 m) de large et 40 ft (12 m) de profondeur dans le Grand Canyon, avec un débit moyen de 12 000 à 15 000 pieds cubes par seconde. En crue, il pouvait transporter 300 000 pieds cubes par seconde, ainsi que de gros rochers. Certains géologues estiment qu’à la fin de la dernière période glaciaire, le débit a pu atteindre un million de pieds cubes par seconde.

Le barrage de Glen Canyon, achevé en 1963 en amont du parc, a changé ce régime. Le fleuve ne connaît plus de crues printanières et ne descend plus à 500 à 1000 pieds cubes par seconde en fin d’été. Les grandes crues annuelles qui transportaient des centaines de milliers de tonnes de sédiments par jour ont disparu. Colorado vient de l’espagnol signifiant rougeâtre, en référence aux anciens sédiments ; le modèle montre les eaux plus claires d’aujourd’hui.

Le canyon change encore, mais selon le NPS, il s’élargit plus vite qu’il ne s’approfondit. Les affluents alimentés par la pluie et la fonte des neiges font reculer les parois, tandis qu’au fond, le fleuve entaille un socle dur avec une pente plus faible qu’autrefois. Près de Phantom Ranch, il est à environ 2400 ft au-dessus de la mer, niveau le plus bas qu’il puisse atteindre en creusant.

La chaleur pendant la descente

La colonne indique l’écart de température avec le bord. Le NPS donne une règle approximative : environ 5,5 °F supplémentaires par 1000 ft de descente. Cela représente environ 1 °C par 100 m ; le fleuve est donc environ 13 °C plus chaud que le bord au même instant. En été, les températures près du fleuve dépassent souvent 100 °F (38 °C). Le NPS prévient que remonter prend au moins deux fois plus de temps que descendre.

Votre taille en roche

Ouvrez « Moi » et entrez votre taille. Le panneau la convertit en temps :

  • le temps nécessaire pour accumuler cette hauteur de la couche sous vos pieds ;
  • la même durée dans Redwall, l’une des couches les plus rapides, et Watahomigi, l’une des plus lentes ;
  • la moyenne de toute la paroi, lacunes comprises ;
  • le nombre de personnes de votre taille à empiler du fleuve au bord ;
  • le temps couvert par votre taille sur le Trail of Time, où un mètre vaut un million d’années.

Pour une personne de 1,7 m, Redwall donne environ 32 000 ans et Watahomigi environ 260 000 ans. En moyenne sur toute la paroi, de Kaibab à 270 millions d’années jusqu’à Vishnu à 1750 millions, les mêmes 1,7 m représentent environ 1,85 million d’années, car tous les temps manquants entrent dans le calcul. Ce sont des estimations issues d’âges et d’épaisseurs publiés, pas des mesures d’un banc particulier.

La vie actuelle sur le sentier

Le modèle plante des pins pignons et genévriers de l’Utah sur le bord, des arbustes sur les pentes et la Plateforme de Tonto, des peupliers à Havasupai Gardens et des saules près du fleuve. Le NPS décrit une forêt de pins pignons et genévriers longeant les bords ; les premiers atteignent environ 15 m, les seconds environ 6 m. Plus haut poussent des pins ponderosa, qui peuvent atteindre 60 m.

Le guide de terrain présente aussi des animaux. Les grands corbeaux, d’environ 1 m d’envergure, font partie des rares oiseaux capables de voler sur le dos. Les bassaris vivent du bord au fleuve mais sortent la nuit. Les cerfs mulets occupent tous les habitats du parc. Le crotale du Grand Canyon, sous-espèce du crotale de l’Ouest, se confond avec la roche ; les muscles de sa sonnette se contractent jusqu’à 50 fois par seconde. Seules huit espèces de poissons sont indigènes au fleuve ; six ne vivent nulle part hors du bassin du Colorado et cinq sont encore dans le parc, dont le chevesne à bosse. Le parc compte plus de 90 espèces de mammifères, davantage que Yellowstone. Les condors de Californie survolent le canyon, et leurs os fossiles se retrouvent dans les grottes sèches.

Les habitants du canyon

Le sentier suit un itinéraire utilisé depuis des millénaires. Juste après le premier tunnel, en hauteur sous un surplomb, une rangée de cerfs est peinte en rouge. Le site, Mallery’s Grotto, date d’entre 4000 ans avant aujourd’hui et 1950 ; il comporte des éléments archaïques et Cohonina, puis des inscriptions au charbon attribuées aux Havasupai. Le modèle y cache une fiche.

Des pionniers ont construit un sentier ici en 1891 pour accéder à des concessions minières sur le site actuel de Havasupai Gardens, puis l’ont exploité à péage. Le National Park Service l’a repris en 1928. C’est aujourd’hui le sentier de randonnée le plus fréquenté du parc, avec abris, eau saisonnière et téléphones d’urgence. Le NPS demande de consulter un garde avant de descendre au-delà de Havasupai Gardens vers le fleuve.

Les différences entre modèle et réalité

Les hauteurs sont correctes, pas les largeurs. Chaque couche est à sa vraie profondeur le long du sentier, mais les distances horizontales sont raccourcies. De ce côté, plusieurs kilomètres séparent réellement le bord du fleuve ; dans le modèle, environ 1,6 km depuis le belvédère. Les parois et pentes semblent donc plus raides, et le canyon plus étroit.

La colonne n’est qu’une colonne. Les épaisseurs réelles varient : Coconino mesure de 9 à 122 m, et Tapeats manque complètement par endroits. Le modèle choisit une valeur par couche dans la plage publiée, pour totaliser 1360 m et placer les étapes dans les bonnes couches.

Le terrain est produit par des règles, pas par un relevé. Les canyons latéraux, éperons et buttes suivent les mêmes profils : ils ressemblent aux reliefs du Grand Canyon sans correspondre à une carte réelle. Le sentier suit une logique semblable : lacets dès que le terrain est plus raide que sa pente prévue, descente directe ailleurs. Ses étapes sont aux profondeurs publiées, mais les virages ne sont pas les vrais.

Les couches du bord nord remontent d’environ 300 m vers le bord opposé, reproduisant la différence d’altitude. Les raisons réelles des variations d’altitude du plateau et des couches sont plus complexes qu’une montée régulière.

Le coin du Supergroupe est placé près du fleuve pour comparaison. Dans le corridor Bright Angel, Tapeats repose directement sur le socle ; le Supergroupe s’observe depuis le bord du canyon oriental.

Les scènes « Autrefois » évoquent les milieux indiqués par le NPS, sans reconstituer un site précis. L’évolution temporelle représente deux interprétations par des courbes simples : creusement uniforme sur 6 millions d’années, ou jusqu’à 200 m de la profondeur actuelle il y a 70 millions d’années. Aucune n’est un modèle d’érosion. Le canyon ancien rempli est le canyon actuel comblé jusqu’à une encoche en V, pas la reconstitution d’un paysage ancien.

Se déplacer

Sur ordinateur, utilisez W A S D ou les flèches pour marcher, faites glisser pour regarder et cliquez au sol pour vous y rendre. Shift accélère. Les touches numériques changent le déplacement : 1 marche ; 2 avance six fois plus vite ; 3 vole à 230 m au-dessus du bord ; 4 vous place sur un radeau où le courant vous emporte à l’ouest. Sur téléphone, le pouce gauche déplace et le droit oriente le regard.

Vous ne pouvez pas tomber d’une falaise. Le sentier et les terrains doux, comme le bord, les banquettes et la Plateforme de Tonto, sont accessibles ; les pentes plus fortes vous arrêtent. Pour aller vite, cliquez une profondeur sur la coupe en haut à gauche ou sur la colonne en bas à gauche, ou utilisez « Y aller » dans le guide.

Le panneau voisin de la scène contient la visite guidée, les couches et points de vue, ainsi que les commandes : évolution temporelle, canyon ancien, « Autrefois », « Temps manquant », heure, brume, personnes comme échelle, colonne de personnes et toutes les étiquettes.

Défis et trouvailles cachées

Neuf défis demandent de trouver la roche la plus ancienne, reconnaître les couches marines, estimer le temps manquant à la Grande Discordance, trouver les trilobites, calculer votre taille dans Redwall, toucher la Grande Discordance, atteindre le fleuve, voir le paysage avant le canyon et vous tenir dans un désert à l’intérieur de la paroi. Les défis résolus restent enregistrés sur votre appareil.

Il y a 24 trouvailles cachées le long du sentier. Approchez-vous et regardez-en une pour ouvrir sa fiche et ses sources. Sept fiches « En réalité… » corrigent des idées courantes : le Grand Canyon n’est pas le plus profond, il ne contient pas de dinosaures, Redwall est gris, le canyon est bien plus jeune que ses roches, plus de temps manque qu’il n’en reste, le canyon s’élargit plus vite qu’il ne s’approfondit et le bord opposé est plus haut.

Le guide comporte 100 entrées : chaque unité du tableau NPS des âges numériques, 29 fossiles et traces, 16 lieux du sentier et 13 êtres vivants. Vous pouvez chercher, filtrer par type ou ensemble rocheux et trier par âge. Ouvrir une fiche la marque comme vue ; le guide indique combien vous en avez ouvertes.

Questions

Quelle est la profondeur du Grand Canyon ?

Cela dépend du lieu. Près de Grand Canyon Village, environ un mile vertical, soit 1500 m, sépare le bord du fleuve. Au maximum, il atteint 6000 ft (1829 m). Le Bright Angel Trail de cette exposition descend de 1360 m jusqu’au fleuve.

Quel âge ont les roches du fond ?

Le Schiste de Vishnu a environ 1750 millions d’années. La plus ancienne roche datée du canyon est le pluton d’Elves Chasm, vieux de 1840 millions d’années.

Quel âge a le canyon lui-même ?

Il est bien plus jeune que ses roches. Selon le NPS, le Colorado a commencé à le creuser il y a 5 à 6 millions d’années. Certains chercheurs proposent des parties bien plus anciennes, jusqu’à environ 70 millions d’années ; l’évolution temporelle montre les deux interprétations.

Qu’est-ce que la Grande Discordance ?

C’est le contact à la base du Grès de Tapeats, où du sable vieux de 508 millions d’années repose sur du schiste de 1750 millions d’années. Environ 1,2 milliard d’années d’archives rocheuses manquent. John Wesley Powell l’a décrite après son expédition de 1869.

Pourquoi les roches sont-elles en couches ?

La plupart des parois sont sédimentaires : sable, boue et calcaire déposés dans les mers, rivières et déserts, couche sur couche, puis durcis. Les couches anciennes sont sous les jeunes. Le socle du fond est différent : comprimées et chauffées, ses couches d’origine se dressent maintenant à la verticale.

Y a-t-il des fossiles de dinosaures dans le Grand Canyon ?

Non. Les roches du canyon précèdent les premiers dinosaures. Des roches de leur époque couvraient autrefois la région, mais elles ont été érodées.

Quels fossiles y trouve-t-on ?

Surtout des animaux marins : trilobites, brachiopodes, crinoïdes, coraux, éponges et bryozoaires. La Formation de Hermit rouge contient plantes et ailes d’insectes, et plusieurs couches portent des empreintes. La collecte de fossiles est illégale dans le parc ; le NPS demande de les photographier.

Pourquoi Redwall est-il rouge alors que c’est du calcaire ?

Sa surface est tachée par des boues riches en fer venues des couches rouges supérieures. Le calcaire lui-même est gris.

Pourquoi le bord nord est-il plus haut ?

Il domine le bord sud d’environ 1000 ft (300 m), et les couches remontent vers lui : les mêmes strates y sont donc plus hautes. Sa station est aussi la plus fraîche et la plus humide de la région.

Le canyon continue-t-il de s’approfondir ?

Lentement. Le NPS indique qu’il s’élargit plus vite qu’il ne s’approfondit : le fleuve entaille maintenant un socle dur avec une pente plus faible, et le barrage a arrêté les grandes crues. Près de Phantom Ranch, le fleuve est à environ 2400 ft au-dessus de la mer et ne peut creuser plus bas que son niveau.

Quelle est la longueur de la randonnée au fleuve ?

Le NPS indique environ 7 miles (11,3 km) depuis le bord sud près du Village, avec 1400 à 1500 m de descente selon le départ. Il déconseille de descendre au-delà de Havasupai Gardens et de remonter le même jour ; la remontée prend au moins deux fois plus de temps.

Quelle chaleur fait-il au fond ?

Selon le NPS, la température augmente d’environ 5,5 °F par 1000 ft de descente. En été, les maximales près du fleuve dépassent souvent 100 °F (38 °C). Phantom Ranch a enregistré 120 °F (49 °C).

Que signifie « années par mètre » ici ?

C’est la durée d’accumulation d’une couche divisée par son épaisseur, en utilisant sa plage d’âges NPS comme durée. Cette estimation sert à comparer les couches ; elle ne mesure pas une vitesse de dépôt pour un banc particulier.

Pourquoi manque-t-il autant de temps ?

La roche ne se dépose que là où des sédiments s’accumulent, puis disparaît lorsque le terrain se soulève et s’érode. Dans le Grand Canyon, de longues périodes d’érosion ont enlevé les couches antérieures ou n’en ont laissé aucune nouvelle. Les parois sautent donc de 1750 à 508 millions d’années à la Grande Discordance et de 504 à 340 millions à la base de Redwall.

Peut-on voir le Supergroupe sur le Bright Angel Trail ?

Pas sur le sentier lui-même, où Tapeats repose directement sur le socle. Les couches inclinées se voient à l’est, notamment depuis Lipan Point sur Desert View Drive. Le modèle en place un fragment au bord du fleuve pour comparaison.

Qui vivait dans le canyon ?

Les humains l’utilisent depuis des millénaires. Des chasseurs archaïques ont laissé des figurines en brindilles fendues dans des grottes il y a 2000 à 4000 ans ; des groupes ultérieurs ont laissé peintures et champs. Les Havasupai vivaient et cultivaient à l’actuel Havasupai Gardens jusqu’à la création du parc.

Vocabulaire

  • Formation : ensemble rocheux de type reconnaissable portant un nom, unité de base des cartes géologiques.
  • Groupe, Supergroupe : formations apparentées, comme le Groupe de Supai ou le Supergroupe du Grand Canyon.
  • Discordance : contact où la roche manque par érosion ou absence de dépôt. Une non-conformité sépare roche stratifiée et roche cristalline ; une disconformité est une lacune entre couches parallèles ; une discordance angulaire recoupe des couches inclinées.
  • Schiste : roche métamorphique à grains minéraux plats et brillants alignés par la chaleur et la pression.
  • Stratification entrecroisée : couches inclinées dans un banc, dues au déplacement des faces de dunes ou des rides.
  • Ichnofossile : trace d’un comportement, comme une empreinte, une piste ou un terrier, plutôt qu’une partie du corps.
  • Ma : méga-annum, il y a un million d’années.
  • Incision : creusement du lit d’un cours d’eau vers le bas.

Sources

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