Le mont Royal, un volcan éteint ou imaginaire?

Alors que vous cueillerez de belles pommes rouges sur une des Montérégiennes de la rive sud ou que vous vous baladerez sur le mont Royal pour contempler les feuillus qui se colorent, n'ayez crainte que le prétendu volcan que foulent vos pieds ne se réveille. Ces montagnes n'ont que l'apparence d'un vieux volcan. Contrairement à la croyance populaire, elles n'ont vraisemblablement jamais craché de lave dans l'atmosphère. Il était une fois les Montérégiennes...

Les géologues en ont dénombré neuf, assez bien alignées le long d'un axe courant d'Oka au mont Mégantic. Il s'agit des Montérégiennes, qui tirent leur appellation de monteregii, nom latin du mont Royal, le plus connu. Bien que la silhouette de ce dernier et de ses cousines de la rive sud du Saint-Laurent (monts Saint-Bruno, Saint-Hilaire, Rougemont, Saint-Grégoire, Yamaska, Shefford, Brome et Mégantic) ressemble à celle d'un ancien volcan, aucune découverte géologique n'est encore venue confirmer cette hypothèse peu fondée qui a pourtant la vie dure.

Les Montérégiennes ne sont pas des volcans, déclarent le professeur Daniele Pinti, du Département des sciences de la Terre et de l'atmosphère de l'UQAM, de même que le géologue Pierre Bédard, chargé de cours à l'École polytechnique de Montréal et à l'UQAM.

Il s'agit plutôt d'«intrusions magmatiques», c'est-à-dire de magma qui n'a jamais atteint la surface et qui s'est solidifié à l'intérieur de la croûte terrestre. Au cours des quelque 125 millions d'années qui ont suivi, ces intrusions magmatiques ont été exhumées des roches sédimentaires qui les entouraient sous l'action de l'érosion. «Ce sont des intrusions qui étaient souterraines jusqu'à ce qu'elles soient dégagées et exposées à l'air libre par 125 millions d'années d'érosion», résume Pierre Bédard.

Des roches «intrusives»

Les neuf Montérégériennes sont donc constituées de magma qui s'est solidifié à environ deux kilomètres sous la surface de la Terre, il y a de cela 120 à 130 millions d'années. «Ce sont peut-être les racines profondes de chambres magmatiques de volcans. Mais est-ce que ce magma a continué sa remontée jusqu'à la surface et a produit de vrais édifices volcaniques? On ne le saura jamais en raison de la disparition des deux kilomètres de matériaux qui les recouvraient il y a 125 millions d'années, affirme Daniele Pinti. Chose certaine, les Montérégiennes sont constituées de roches "intrusives" qui se sont cristallisées à l'intérieur de la croûte terrestre, selon un processus très long, reconnaissable à la forme caractéristique des cristaux. Lors de l'éruption de lave à l'extérieur, le refroidissement est si rapide que la lave se vitrifie et aucun cristal n'a le temps de se former même si tous les mêmes éléments sont présents.»

De plus, certains minéraux contenus dans les roches montérégiennes sont des géobaromètres et des géothermomètres, c'est-à-dire des indicateurs de la pression et de la température auxquelles ils se sont cristallisés, ajoute M. Pinti. Grâce à eux, les scientifiques ont pu établir que ce corps magmatique que forme le mont Royal s'est solidifié à une profondeur d'environ deux kilomètres, où règne une pression équivalant à celle révélée par l'association de minéraux géobaromètres contenue dans l'intrusion magmatique du mont Royal.

Ces deux caractéristiques confirment donc que le magma s'est solidifié en profondeur. «Peut-être y avait-il des fractures ouvertes jusqu'à la surface et qui ont permis du volcanisme? Cela, on ne pourra jamais le prouver. Les deux kilomètres de matériaux qui ont disparu nous empêcheront toujours d'exclure complètement la présence passée d'une chambre magmatique et de la cheminée d'un volcan, sauf qu'aucune trace de ces formations n'a jamais été découverte dans la plaine environnante», souligne Daniele Pinti, également membre du Centre de recherche en géochimie et en géodynamique (GEOTOP).

Autour du mont Royal, «il ne reste que des diatrèmes, ces cheminées par lesquelles sont sortis les gaz contenus dans le magma. On pense que, lorsque le magma s'est approché de la surface, la pression des gaz s'est libérée, comme quand on décapsule une bouteille de boisson gazeuse et que des gaz s'échappent soudainement du liquide. Ces gaz ont fait leur chemin jusqu'à la surface et en raison des explosions qu'ils ont provoquées, le conduit s'est rempli de fragments de toutes les roches qui ont été traversées», poursuit Pierre Bédard.

«Mais ce n'est pas suffisant pour affirmer qu'il y avait des volcans», tranche Daniele Pinti.

Composées de carbonate, de grès et de shale — qui renferme les fameux gaz de shale qu'on appelle à tort gaz de schiste —, les roches sédimentaires des basses terres de la plaine du Saint-Laurent qui encerclent les inclusions magmatiques des Montérégiennes sont beaucoup plus tendres, friables et victimes de l'érosion que les roches magmatiques. C'est la raison pour laquelle les Montérégiennes émergent de la plaine environnante, donnant ainsi l'impression de voir des volcans, ou du moins leurs restes. «En réalité, ce relief est simplement dû à l'érosion différentielle entres des roches magmatiques très résistantes et les sédiments friables des basses terres du Saint-Laurent», résume M. Pinti.

Les intrusions d'Oka et de Saint-André sont pour leur part formées de roches riches en carbonatite, un minéral qui les rend plus tendres que celles du mont Royal constituées de gabbro, explique Pierre Bédard. «De plus, ces intrusions sont entourées de roches semblables à celles du Bouclier canadien, qui sont plus dures. C'est pourquoi ces intrusions correspondent plutôt à des dépressions, dont l'une sépare les collines de Saint-Joseph-du-Lac de celles d'Oka», précise-t-il.

Alignement

Comment s'explique l'alignement des Montérégiennes qui, en plus d'avoir sensiblement le même âge, sont disposées, du mont Mégantic à Oka, le long d'un axe nord-ouest/sud-est? Les scientifiques en débattent encore et toujours. L'équipe de Daniele Pinti et Ross Stevensson, directeur du GEOTOP, poursuit des recherches dans l'espoir de résoudre cette énigme.

Une première hypothèse émise dans les années 1990 attribuait cet alignement au passage d'un point chaud. Les points chauds sont des remontées de matériau très chaud provenant de l'interface entre le manteau et le noyau, à 2900 kilomètres de profondeur, et qui peuvent percer la croûte terrestre grâce à leur chaleur. «Le point chaud ne bouge jamais, ce sont plutôt les plaques terrestres, c'est-à-dire les continents, qui se déplacent au-dessus des points chauds, explique Daniele Pinti.

Ainsi, au gré de ses déplacements, le point chaud Great Meteor, qui se serait déplacé de la baie d'Hudson au centre de l'Atlantique, a forcé la croûte en différents endroits. Il a induit la formation des New England Seamounts, des volcans sous-marins au large de la côte est américaine. Au Québec, il a tout simplement créé des racines — ou intrusions — magmatiques profondes que sont nos Montérégiennes. Or cette théorie qui a perduré longtemps est de plus en plus contestée.

Une autre hypothèse avancée est celle voulant que les Montérégiennes, qui sont «alignées sur de possibles failles qui bordent le rift (longue dépression) nord-sud Ottawa-Bonnechère, se soient formées lors d'une réactivation de ces failles qui aurait permis alors la remontée de magma du manteau sous-continental. Toutefois, la réactivation de ces failles semble plus ancienne que l'âge des intrusions magmatiques des Montérégiennes», fait remarquer Daniele Pinti.

«Aujourd'hui, on croit plutôt qu'un point chaud a probablement traversé les collines montérégiennes, mais que les roches qui les composent ne dérivent peut-être pas directement de ce point chaud», indique le chercheur de l'UQAM. Celui-ci n'aurait que chauffé le manteau sous-jacent à la croûte, créant ainsi un magma qui a remonté vers la surface.

Sachant que la composition de ce magma issu du manteau dit subcontinental diffère de celle du manteau inférieur, une étudiante de Daniele Pinti et Ross Stevensson a analysé la chimie des roches des Montérégiennes dans l'espoir de trancher la question et de déterminer la véritable origine de ces intrusions. Émilie Rouleau a mesuré les concentrations de terres rares (des éléments à l'état de traces et dont la présence témoigne de certains phénomènes magmatiques), d'isotopes de certains éléments et de certains gaz qui sont emprisonnés à l'intérieur de ces roches, dans le but de retracer la source précise de ces roches.

«Il y a certains isotopes et terres rares qui donnent l'impression que c'est le point chaud qui a généré ce magma, tandis que les gaz que nous étudions en ce moment nous indiquent plutôt qu'une portion de ce magma proviendrait du manteau subcontinental [voisin de la croûte terrestre]. Tous ces résultats laissent croire qu'il y aurait eu l'intervention des deux régions du manteau. L'histoire est beaucoup plus complexe qu'il n'y paraît», explique Daniele Pinti.

Il semble donc qu'on ne connaîtra pas de sitôt la conclusion de la passionnante histoire des Montérégiennes.

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Pour visualiser sur le terrain ces différents phénomènes, le Coeur des sciences de l'UQAM organise une excursion géologique sur le mont Royal le 16 octobre prochain.