Le Plateau des Lœss du Nord de la Chine - article ; n°567 ; vol.101, pg 497-519

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Annales de Géographie - Année 1992 - Volume 101 - Numéro 567 - Pages 497-519
Coming by way of the great desert corridors which run along the northern borders of Tibet, thick aeolian sediments have accumulated over the past 2,4 Ma, alternating with periods of soil development, to form the vast Lœss Plateau of northern China. This was caught up in the uplift of the Himalaya and Tibet, resulting in incision of the Yellow River and its tributaries. The highly dynamic erosional system is a response to active tectonic uplift and unreliable but violent monsoonal rains. Its efficiency is enhanced by the exceptional thickness and mechanical weakness of the lœss. These erosional processes operate in a landscape of great fragility the cultivation of which has radically transformed biophysical conditions. Accumulating human pressures exacerbate these effects which, in turn, influence the sediment loads carried by the Yellow River.
En provenance des grands corridors désertiques qui bordent le Nord du Tibet, d'épais sédiments éoliens se sont accumulés depuis 2,4 millions d'années, au travers d'une alternance de périodes de dépôt et de pédogénèse, formant le très vaste Plateau des Lœss. Celui-ci est entraîné dans la surrection de l'Himalaya et du Tibet et son soulèvement a pour résultat la profonde incision du Fleuve Jaune et de ses affluents. La dynamique érosive qui s'y exerce est liée à l'énergie du relief, engendrée par une tectonique très active, et conjuguée à l'épaisseur exceptionnelle et aux caractères physico-chimiques particuliers des lœss. Elle est également due à l'action de pluies de mousson irrégulières et agressives. Les processus d'érosion s'appliquent à un milieu de grande fragilité dont la mise en culture a radicalement transformé les conditions biophysiques. Des pressions anthropiques accrues en exacerbent les effets qui se répercutent sur la charge solide du Fleuve Jaune.
23 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : mercredi 1 janvier 1992
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Armelle Billard
Le Plateau des Lœss du Nord de la Chine
In: Annales de Géographie. 1992, t. 101, n°567. pp. 497-519.
Abstract
Coming by way of the great desert corridors which run along the northern borders of Tibet, thick aeolian sediments have
accumulated over the past 2,4 Ma, alternating with periods of soil development, to form the vast Lœss Plateau of northern China.
This was caught up in the uplift of the Himalaya and Tibet, resulting in incision of the Yellow River and its tributaries. The highly
dynamic erosional system is a response to active tectonic uplift and unreliable but violent monsoonal rains. Its efficiency is
enhanced by the exceptional thickness and mechanical weakness of the lœss. These erosional processes operate in a
landscape of great fragility the cultivation of which has radically transformed biophysical conditions. Accumulating human
pressures exacerbate these effects which, in turn, influence the sediment loads carried by the Yellow River.
Résumé
En provenance des grands corridors désertiques qui bordent le Nord du Tibet, d'épais sédiments éoliens se sont accumulés
depuis 2,4 millions d'années, au travers d'une alternance de périodes de dépôt et de pédogénèse, formant le très vaste Plateau
des Lœss. Celui-ci est entraîné dans la surrection de l'Himalaya et du Tibet et son soulèvement a pour résultat la profonde
incision du Fleuve Jaune et de ses affluents. La dynamique érosive qui s'y exerce est liée à l'énergie du relief, engendrée par une
tectonique très active, et conjuguée à l'épaisseur exceptionnelle et aux caractères physico-chimiques particuliers des lœss. Elle
est également due à l'action de pluies de mousson irrégulières et agressives. Les processus d'érosion s'appliquent à un milieu de
grande fragilité dont la mise en culture a radicalement transformé les conditions biophysiques. Des pressions anthropiques
accrues en exacerbent les effets qui se répercutent sur la charge solide du Fleuve Jaune.
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Billard Armelle. Le Plateau des Lœss du Nord de la Chine . In: Annales de Géographie. 1992, t. 101, n°567. pp. 497-519.
doi : 10.3406/geo.1992.21107
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/geo_0003-4010_1992_num_101_567_21107ANNALES D.E
GEOGRAF 567 année Sept.-O Y 1992
ASIE CENTRALE CHINE II RELATIONS MILIEUX PHYSIQUES/SOCI
Le Plateau des ss du Nord
de la Chine
Laboratoire de Géographie Physique U.R.A 141 Armelle C.N.R.S. BILLARD Meudon
Introduction
Le Plateau des ss de la Chine centrale est un territoire au
superlatif Vaste environ 275 000 km2 il constitue empilement de
ss le plus important existant la surface de la Terre tant par
étendue que recouvrent quasi continuement ces sédiments éoliens
que par leur épaisseur qui est fréquemment de 100 200 et dépasse
localement 300 Il est également le lieu où exerce une dynamique
erosive si active elle pour conséquence de faire du Huang Ho le
fleuve où la charge spécifique de matières en suspension est la plus
élevée du globe Le problème se pose de connaître les raisons de
accumulation et de érosion exceptionnellement fortes des ss et de
préciser les conditions dans lesquelles ces phénomènes antagonistes ont
pris place et se poursuivent actuellement
Les forces naturelles qui commandent les processus évolution
uvre sur le Plateau des ss sont une telle ampleur que compa
rativement et en première approximation action des sociétés humaines
paraîtrait revêtir une importance secondaire Les charges solides
du Heuve Jaune conduisent cependant interroger sur impact des 498 ANNALES DE OGRAPHIE
Fig LOCALISATION DU PLATEAU DES SS PAR RAPPORT AU TIBET AUX CORRI
DORS SERTIQUES ET ENSEMBLE DES GIONS SSIQUES DE LA CHINE
Les limites nord et sud du Triangle de la mousson après Li et al 1988) correspondent
respectivement avancée maximum de la asiatique du S.S.E et celle des vents du
N.N.W Sa limite orientale se cale sur la succession de reliefs qui dominent les plaines et basses
montagnes de la Chine de Est
pressions accrues qui exercent actuellement en domaine urbain et
industriel et sur celui beaucoup plus ancien de la mise en culture
compte tenu de la vulnérabilité du milieu
En premier lieu il importe de se demander quelles sont les consé
quences des spécificités de la localisation géographique du Plateau des
ss fig sur ses principales caractéristiques physiques Située la
partie orientale de la ceinture ssique eurasiatique la région présente
tout abord la singularité occuper extrémité sud-est des grands LE PLATEAU DES SS DU NORD DE LA CHINE 499
corridors désertiques qui se placent au Nord du Tibet est partir
de cette donnée il convient de rechercher ce qui suscité le transport
et accumulation des ss et ce qui en déterminé les rythmes Par
ailleurs le Plateau se trouve entraîné dans la surrection de ensemble
Himalaya-Tibet-Kunlun la bordure nord-est duquel il se place Il
connaît ainsi un soulèvement rapide dont le corollaire est une forte
sismicité et qui provoque en conséquence la profonde incision du
réseau hydrographique formé par le Fleuve Jaune et par ses affluents
dont les principaux sont les rivières Wei et Fen Les manifestations de
la dynamique erosive sont examiner dans ce contexte en tenant
compte des propriétés sédimentologiques et géotechniques particulières
des ss Il faut ajouter que cette région de climat sec tendant au
semi-aride correspond cependant la marge nord-ouest des territoires
affectés par la mousson été chinoise de sorte elle est livrée
saisonnièrement action de pluies irrégulières et agressives tombant
en averses de forte intensité Ces données seront successivement exa
minées ci-dessous après un rappel des caractères physiques généraux
et de leur zonation
organisation du milieu physique et la distribution des
ss la surface du Plateau
Par 34 38 et 102 112 entre le désert de Ordos au Nord
et la haute chaîne montagneuse des Qinling qui culmine au Sud plus
de 000 le Plateau des ss occupe dans le bassin moyen du
Fleuve Jaune toute la partie méridionale de la grande boucle que celui-
ci décrit vers le Nord sa sortie du Tibet la débordant au Sud-Ouest
et beaucoup plus largement Est fig Les estimations relatives
sa superficie ont varié considérablement un auteur et une réalisation
cartographique autre on retiendra ici la surface de 275 000 km2
donnée par Zhu non daté et reprise par Zhang et ai 1991
après Uu 1985) les ss non compris les ss alluviaux de la
grande Plaine du Nord-Est totalement remaniés par action fluviatile
recouvrent en Chine un total de 440 000 km2 parmi lesquels le Plateau
compte 273 000 km2 la surface de ce dernier altitude des ss est
égale ou supérieure 000 au Sud-Ouest et Est et établit aux
environs de 000 dans la partie centrale Elle descend 500 au
Sud-Est de Xian dans la vallée de la rivière Wei
En conséquence de leur mode de dépôt éolien les ss du Plateau
se présentent état non altéré comme une formation poreuse
meuble et non litée assemblage lâche de grains silteux principalement
quartzeux dont la cohésion est renforcée par la précipitation intergra- 500 ANNALES DE OGRAPHIE
Fig CARACT RES PHYSIQUES RAUX DU PLATEAU DES SS
Entre Lanzhou et la rivière Wei les failles délimitent les Monts Liupan Les stations de mesure
de débits du Fleuve Jaune sont notées comme suit après Douglas 1989 Longyangxia
Lanzhou Hekouzhen Yumenkou Tongguan Les valeurs de M.E.S exprimées en
t/krr an varient de 010 entre Longyangxia et Lanzhou 202 entre Lanzhou et Hekouzen zone
aride dans toute sa partie aval) 250 entre Hekouzhen et Youmenkou et 307 entre Youmenkou
et Tongguan
nulaire de films de carbonate secondaire Derbyshire et al. 1992 Leur
granulometrie échelonne de 006 001 mm avec des variations qui
les font passer du N.W au S.E. de ss plus ou moins sableux des
ss fin Derbyshire 1984 Une partie entre eux remaniée par les
eaux se trouve redéposée le long du Fleuve Jaune et de ensemble des
rivières on observe également la base des séquences ssiques et
sur des épaisseurs comparativement faibles un faciès fluviatile sur les
terrasses longeant les grandes vallées et localement un faciès palustre
sur les anciens bassins où se sont formés les yuans cf infra)
La différenciation des paysages déterminée par la structure se
calque sur celle des paléotopographies que fossilisent les ss et dont
les traits étaient pour la plupart esquissés dès le Mésozoïque Cependant
les déformations tectoniques se sont fortement accusées au Cénozoïque
quand la région connu un fort soulèvement ainsi que la formation et
le rejeu de failles majeures en relation avec la surrection de Himalaya
et du Tibet Le terme de Plateau ne applique souvent abusive
ment sa partie occidentale située Ouest des Liupan Shan secteur
fortement sismique relief très accidenté Billard et al. 1992b) ainsi
sa partie orientale que recoupent les deux chaînes de montagnes
Luliang Shan et Tahang Shan orientation N.E.-S.W et altitude
400-2 700 sa partie centrale la région se compose un assem
blage anciens grands bassins altitude 000-1 200 séparés par des
zones montagneuses plissées et faillées dont les sommets se situent
vers 000 Le remplissage des bassins est formé argiles lacustres
pliocenes surmontées par des ss épais de 100 200m dont accu
mulation abouti la formation des yuans fig qui constituent
les reliefs les plus caractéristiques du Plateau et dont celui de Luochuan LE PLATEAU DES SS DU NORD DE LA CHINE 501
Fig INCISION DES VALL ES DANS LE YUAN SOMMET PLAN DE LUOCHUAN
ET RAVINEMENT DES VERSANTS PROVINCE DE SHAANXI)
vaste de 500 km2 est un exemple type fig Il agit de très grandes
étendues planes incise un réseau de vallées et de ravines profondes
et localement très denses et ramifiées
Une grande partie des vallées encaisse sur toute épaisseur des
ss et la partie supérieure de leur substrat formé de grès et
calcaires triasiques Est jurassiques et crétacés au centre du Plateau
Elles forment de grandes coupes naturelles fig 3) le long desquelles
les couches de ss disposées horizontale et séparées les unes des
autres par des paléosols peuvent être suivies sur de longues distances
Dans les secteurs les plus densément disséqués les yuans se trouvent
réduits état de longues lanières sommet plan nommées Hangs
ou morcelés en fortes collines arrondies dites maos Les zones
montagneuses séparant les yuans dont les dépôts sont déformés
leur contact se trouvent vigoureusement découpées par érosion flu
viatile Des ss le plus souvent âge Pleistocène Supérieur ss
Malan cf infra et dont épaisseur se ramène quelques dizaines
de mètres revêtent leurs versants tandis en émergent assez fré
quemment leurs sommets
Des fossés effondrement bordés de failles entourent et traversent
le Plateau fig 2) le plus profond entre eux étant le graben de la Wei
la bordure septentrionale des Qinling Bellier et al. 1988 1991 Ils
sont parcourus Ouest et au Nord par le Huang Ho dont ils déter
minent le tracé la limite septentrionale de Ordos et Est et
au Sud par ses affluents Fen Ho et Wei Ho Au-dessus du lit actuel 502 ANNALES DE OGRAPHIE
des grands cours eau installés dans ces fossés étagent des terrasses
fluvi tiles recouvertes de ss dont épaisseur est autant plus forte
elles sont plus anciennes Le maximum absolu connu au monde
315 ou 335m est atteint Jiuzhoutaï Derbyshire 1984) au sommet
de la plus haute des terrasses qui domine le Fleuve Jaune Lanzhou
et qui se trouve découpée en une série de très fortes collines
ensemble du Plateau des ss connaît un climat continental qui
est cependant affecté par avancée nord-ouest la plus extrême de la
mousson asiatique Pedelaborde 1970) avec des hivers froids et secs
et des étés chauds et humides Le régime des précipitations fortement
contrasté est commandé par la circulation des masses air qui suit les
déplacements saisonniers du front polaire sur le Nord de la Chine En
hiver les hautes pressions de la Sibérie et de la Mongolie qui se
renforcent partir Octobre et atteignent en général leur maximum
en Janvier provoquent arrivée de vents froids et secs en provenance
du Nord-Ouest Leur affaiblissement commence au printemps et permet
en été une limite qui correspond celle des déserts la péné
tration sur le continent de masses air maritimes chaudes et humides
provenant essentiellement de la Mer de Chine Le Plateau des ss
compose ainsi le Triangle de la Mousson Li et al. 1988 alternati
vement balayé par des masses air de direction opposée caractéris
tiques de température et humidité contrastées fig 1)
arrivée de la mousson du Sud-Est sur le Plateau des ss est
cependant freinée par la haute barrière des Qinling tandis que la
mousson indienne du Sud-Ouest est bloquée au Nord et déviée au Nord-
Est par le système Himalaya-Tibet De ce fait les précipitations de
meurent modérées situant le Plateau la limite des régions sub-humides
et sub-arides de la Chine Uu 1985 Concentrées sur environ trois
mois été entre Juin et Septembre les pluies ont une grande variabilité
interannuelle Billard et al. 1992b et présentent un fort gradient S.E
N.W De 600 mm de moyenne annuelle Xian elles passent 300 mm
Ouest dans la région de Lanzhou et 200 mm au Nord près de la
limite de Ordos
Au total il apparaît que le Plateau est formé par une mosaïque
unités de relief qui tiennent leur origine de déformations tectoniques
acquises principalement partir du début du Cénozoïque et toujours
en cours De ce fait leur individualisation tend accuser en dépit
de accumulation particulièrement épaisse des ss dans les bassins et
sur les terrasses fluvi tiles Il agit autant moins un territoire
homogène la diversité géomorphologique se surimpose une zona-
tion S.E.-N.W climatique et en particulier pluviométrique Celle-ci se
répercute sur les taux et sur les formes de érosion laquelle exerce
cependant aussi de fa on différenciée en fonction du relief et de la
sismicité LE PLATEAU DES SS DU NORD DE LA CHINE 503
II Origine des sédiments oliens au Plateau des ss
Le Plateau des ss insère dans un vaste ensemble de terres
ssiques qui moyenne latitude traverse les continents eurasiatique
et nord-américain Beaucoup de ces sédiments éoliens se sont déposés
en bordure des glaciers qui aux moyennes latitudes ont envahi les
continents de nombreuses reprises pendant ère quaternaire Ils
reflètent les conditions climatiques qui sévissaient dans ces régions
extrémité sud-est de la ceinture des ss Eurasie le Plateau des
ss correspond un environnement différent qui se situe tout comme
Asie Centrale Dodonov 1986) très écart du domaine extension
des grands glaciers quaternaires
En dehors du Plateau on distingue en Chine Liu 1985 zycki
1991 deux grands types de régions ssiques fig Elles corres
pondent une part la périphérie des déserts du Nord-Ouest où des
vents locaux plaquent les ss au pied des montagnes adjacentes Elles
sont formées autre part par les reliefs recouverts de ss de la
Mandchourie ainsi que du Centre Sud du pays Entre ces deux do
maines le Plateau représente la surface et la masse de ss la plus
importante du continent ce explique la configuration physiogra-
phique générale de celui-ci Le Plateau est en effet cerné sur trois
côtés par des montagnes Taihang Est Helan Ouest Qinling au
Sud que les Riuye et les Qilian Shan relayent au Sud-Ouest Du côté
nord cependant il passe au Désert de Ordos et ouvre au-delà sur le
Gobi présente ainsi la singularité de se placer au débouché des
grands corridors désertiques établis dans les fossés tectoniques qui se
relaient Est en Ouest au Nord du Tibet
interprétation selon laquelle les ss accumulés sur le Plateau
proviennent de ces déserts se fonde sur une série arguments
convergents cf revues par Derbyshire 1984 Liu 1985 et zycki
1991 Le premier entre ceux-ci ordre météorologique montre que
les chutes de poussières qui surviennent épisodiquement dans la région
sont liées arrivée de vents froids et secs soufflant en tempête depuis
le Nord-Ouest Ces événements se produisent plus particulièrement
lorsque sur le Gobi air froid revient temporairement au contact en
début de printemps de la surface sèche et déjà réchauffée du sol Ils
ont été rapportés dans les récits de voyageurs et se trouvaient déjà
consignés depuis trois millénaires dans la littérature chinoise où la
relation entre pluies de ss et vents du Nord-Ouest avait été
soigneusement observée Le suivi des images satellitaires confirme et
précise actuellement cette mise en relation Liu 1985 Liu et al. 1982
1984 étude faite par ces auteurs exemples de tempêtes originaires
du Gobi montre que le transport des poussières qui peut atteindre
500 km en 24 heures se poursuit largement Est et au Sud-Est du
Plateau Cependant leur chute se fait principalement la surface de ANNALES DE OGRAPHIE 504
celui-ci Li et al. 1988 qui notamment du fait des montagnes qui
encadrent joue le rôle de piège de sédimentation pour les particules
transportées par les vents altitude moyenne de la mousson hiver
Les études sédimentologiques étayent cette première série obser
vations en montrant que la composition granulométrique chimique et
minéralogique des poussières éoliennes est similaire celle des ss
qui recouvrent le Plateau Elle apparente particulièrement celle du
ss Malan placé au sommet de la séquence et qui fait objet cet
égard des analyses les plus détaillées Le gradient épaisseur et de
texture des ss confirme enfin leur origine géographique En effet
épaisseur totale de la séquence Rozycki 1991 et plus précisemment
celle du ss Malan décroît du N.N.W au S.S.E en fonction de la
distance au désert en même temps que la granulometrie des sédiments
affine progressivement cf revues par Derbyshire 1984 et Liu 1985)
Le problème posé par les énormes volumes de sédiments éoliens
accumulés en Chine du Nord conduit en rechercher la source
alimentation dans le Tibet qui est soumis une forte érosion consé
cutive son soulèvement énergique depuis le début du Cénozoïque
ainsi que dans ensemble des montagnes qui encadrent les déserts Il
est généralement admis que la production des silts est opérée partir
de ces reliefs en combinant broyage glaciaire local et désagrégation
mécanique plus généralisée due la thermo et la cryoclastie ainsi
haloclastie qui exerce dans cette grande zone aride du Nord-Ouest
de la Chine La diversité des processus mis en uvre ainsi que le large
éventail de roches auxquelles il appliquent rendent compte de la
variété de forme et état de surface des grains qui composent les ss
Derbyshire et al. 1992)
Les silts ainsi désagrégés ont été transportés par des cours eau
intermittents depuis les montagnes aux bassins endoréiques des
déserts où ils ont été repris par le vent et apportés par relais successifs
sur le Plateau des ss Une origine éolienne effectuant directement
depuis le Tibet et venant ajouter celle des déserts est également
proposée pour la partie sud-ouest du Plateau notamment par Zhang
et al 1991 et Ma et al 1991 Cette conjonction serait origine
des épaisseurs exceptionnellement fortes atteintes par les ss dans
cette région
Rozycki 1991 considère entre les déserts et le Plateau des ss
les poussières actuellement déplacées résulteraient du remaniement
partiel et saisonnier par des vents locaux ascendants un stock éolien
préalablement accumulé sur le Gobi oriental Par contraste leur accu
mulation pendant les périodes froides cf infra serait liée action de
vents Ouest et de Nord-Ouest balayant les corridors désertiques sur
de longues distances pendant une grande partie de année Il est
admis par ailleurs il opère une ségrégation granulométrique telle
que la plus grande partie des silts se déposerait sur le Plateau des ss LE PLATEAU DES SS DU NORD DE LA CHINE 505
au terme un transport moyenne altitude environ 000 000
Uu 1985 zycki 1991 Tandis que les silts très fins soulevés
haute altitude de ordre de 10 000 sont transportés par la tranche
nord du Jet Stream jusque sur le Japon le Pacifique et Hawaï Liu
1985 Arao et Ishizaka 1986 Zhang et al. 1991)
Subdivision stratigraphique des ss du Plateau
et signification paléoenvironnementale de leur accumulation
Depuis 24 millions années Heller et Liu 1982) les périodes
accumulation éolienne ont alterné sur le Plateau des ss avec des
périodes de pedogenese Liu 1985 Liu et al. 1985 Guo 1990 La
série de sédiments paléosols intercalés qui en résulte est particuliè
rement bien représentée sur toute étendue des yuans où les couches
de ss superposées sont séparées les unes des autres par des paléosols
de couleur plus soutenue développés la partie supérieure de chacune
entre elles
Les accumulations sont interprétées comme le produit un climat
continental froid et sec dominé par des vents de Ouest-Nord-Ouest
liés au renforcement des hautes pressions de la Sibérie repoussant vers
le Sud tout au long de année les masses air maritimes Une situation
comparable se rencontre actuellement mais elle est atténuée et limitée
la saison hivernale Par opposition les périodes de pedogenese durant
lesquelles la sédimentation ailleurs pas totalement cessé
impliquent intervention un climat saison estivale chaude et humide
pendant laquelle comme actuellement le Plateau des ss est balayé
par la mousson du Sud Cette succession qui suit les changements
majeurs de localisation latitudinale du front polaire coïncide avec celle
des cycles glaciaires-interglaciaires qui rythment les deux derniers mil
lions années Les séries ssiques du Plateau se corrèlent avec les
sédiments marins profonds et reflètent les fluctuations climatiques qui
ont affecté ensemble de la planète Liu 1985 Li et al- 1987 Kukla
1987 Kukla et al. 1990 Rutter 1992 Elles ont de plus enregistré
des changements plus locaux liés influence de la surrection du Tibet
sur la distribution et sur la circulation des masses air en Asie
Les variations granulométriques rencontrées dans les ss dont la
texture passe du N.W au S.E. du plus grossier au plus fin en fonction
de leur distance au désert ont été signalées ci-dessus Elles se sont
aussi produites dans le temps et sont en grande partie origine des
différences de faciès qui caractérisent les ss superposés Elles expri
ment les oscillations latitudinales de la limite entre les sables du désert
et les ss depuis les débuts de accumulation de ces derniers Près

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