Climbing through a nappe stack

Yesterday, we the riders raced through offscraped slices of the French part of the Eurasian continent, but today we ride through rocks of the Alps that have sustained much worse geological torture.

As explained in previous blogs, downgoing plates can become offscraped during subduction. These offscrapings form a ‘stack of nappes’. A downgoing plate is typically 60-150 km thick. The upper 5-10 km of this plate often consists of sedimentary rocks, which are much more buoyant than the Earth’s mantle, and are moreover separated from the deeper parts of the plate by weak layers, for instance formed by clay or gypsum. Or at the transition between old granites such as in the Armorican Massif and overlying sedimentary rocks such as in the Paris Basin. During subduction of a plate, the sedimentary rock units above such a weak layer decouple from the downgoing plate, and become folded and thrust over each other – like the sleeve of your pullover as you shove it over your arm when you’re too lazy to roll ‘em up. Those folded and thrust rock packages are known as ‘nappes’ and can sometimes be traced over a thousand kilometers or more, like in the Himalayas, the Appenines, but also from the Alps to the Carpathians.

Today’s ride through the nappes of the Alps starts with two climbs (Col de Domancy, Col des Saisies) in the socalled ‘Crystalline Massifs’: these are once again the same rocks as we’ve seen in Brittany and the Morvan that belong below the offscraped sedimentary rocks we’ve come across in the Jura Mountains. The Crystalline Massifs have been pushed up along ancient faults when the Alps formed and now form major cols along the western margin of the mountain belt. Through the Col du Pré and the Col du Roselend, we’ll climb higher into the Alps, and encounter rocks that were once formed in a narrow ocean basin (comparable to the Red Sea) that separated a narrow continent from Europe. This small ocean is known as the Valais Ocean, and the sand- and claystones that were deposited in this ocean have been strongly metamorphosed – the original grains have recrystallized into hard rock when the sedimentary rocks became buried in the subduction zone to a depth of 50 km or even more.

The narrow continent consisted of two parts: the eastern part is known as the Briançonnais continent, which has also been deformed, buried (to 60 km or more), and emerged in the Alps – the riders will climb up to the Briançonnais rocks towards Tignes. On top of the Briançonnais are the highest rocks of the Alps, derived from the ocean that separated the Briançonnais from Greater Adria (see yesterday’s blog). The western part of this continent till exists today: Corsica and Sardinia!

Escalader une pile de nappes

Hier, les coureurs sont passés au travers d’écailles arrachées de la partie français du continent Européen. Aujourd’hui ils vont pédaler sur des roches appartenant aux Alpes qui ont souffert de bien des mots géologiques.

Comme expliqué dans les précédents blogs, la plaque plongeante (c’est à dire qui passent en-dessous) est partiellement écaillée lors de la subduction. Ces morceaux arrachés au fur et à mesure forment des « piles de nappes ». La plaque plongeant à une épaisseur de 60 à 150 km en général. Les 5 à 10 premiers kilomètres sont souvent fait de roches sédimentaires qui sont bien plus légères que le manteau terrestre et sont séparés des niveaux les plus profonds par des niveaux mécaniquement faibles fait d’argiles, ou de gypse par exemple. C’est également la profondeur de la transition entre les granites anciens et les roches sédimentaires, comme ce que l’on a vu dans le massif Armoricain et le Bassin de Paris. Lors de la subduction, les sédiments qui se trouvent au-dessus d’un niveau mécaniquement faible sont découplées de la plaque plongeante, se plissent et se chevauchent les uns les autres (comme les manches de votre pull quand vous le poussez sur votre bras quand vous êtes trop feignant pour les retrousser). Ces paquets de roches plissées et chevauchantes sont connues sous le nom de « nappes » et peuvent parfois être suivies le long de centaines voir de milliers de kilomètres, comme dans l’Himalaya, les Apennins mais également des Alpes jusqu’aux Carpates.

La course d’aujourd’hui passe dans les nappes des Alpes avec deux ascensions (Col de Domancy, Col des Saisies) dans les « massifs cristallins » : encore une fois ce sont les même roches que celles dont nous avons parlé lors du passage du Tour en Bretagne et dans le Morvan et qui se trouvent en dessous des roches du Jura qui ont été « décollées ». Les massifs cristallins ont été poussés le long d’anciennes failles lorsque les Alpes se sont formées et forment maintenant des cols majeurs le long de la partie occidentale de la chaine.

En passant le Col du Pré et le Col de Roseland, nous allons grimper un peu plus haut dans les Alpes et rencontrer des roches qui se sont formées dans un bassin océanique étroit (comparable à la Mer Rouge) qui séparait un petit continent de l’Europe. Ce bassin océanique est dénommé l’océan Valaisan. Les sables et argiles qui se sont déposés dans cet océans ont été fortement métamorphisés : les grains originaux ont recristallisés en une roche plus dure quand les sédiments ont étés enfouis dans la zone de subduction à des profondeur de l’ordre de 50 kilomètres et plus.

Le petit (et étroit) continent était quant à lui divisé en deux parties : à l’est, le continent Briançonnais qui a également été déformé et enfouit (à 60 kilomètre ou plus) et qui est « ressortit » dans les Alpes. Les coureurs vont grimper dans le Briançonnais vers Tignes. Au dessus du Briançonnais on retrouve les roches au sommet de la pile, elles dérivées de l’océan qui séparait le Briançonnais d’Adria (voir le blog d’hier). La partie occidentale de cette bande continentale existe toujours aujourd’hui, c’est la Corse et la Sardaigne !

Klimmen door een dekbladstapel

Waren we gisteren nog in de afgeschraapte stukken van het Franse continent, vandaag rijden we door gesteenten van de Alpen die veel erger door de geologische mangel gehaald zijn. Zoals eerder uitgelegd worden onderduikende platen tijdens de subductie afgeschraapt. Die afschraapsels maken zogenaamde ‘dekbladen’. De hele plaat die naar beneden gaat is doorgaans tussen de 60 en 150 km dik. De bovenste 5-10 km van die plaat bestaat meestal uit sedimenten, die veel lichter zijn dan de aardmantel, en bovendien van de rest van de plaat gescheiden worden door zwakke lagen, bijvoorbeeld gevormd door klei of gips. Of door de overgang van de oude granieten zoals in het Armoricaans Massief en de daaropliggende sedimenten, zoals in het Bekken van Parijs. Tijdens het onderschuiven van een plaat worden de gesteentepakketten die boven dergelijke zwakke lagen liggen ontkoppeld van de onderduikende plaat, en die pakketten plooien, en schuiven over elkaar heen – zoals de mouw van je trui als je hem opstroopt over je arm. Die opgeschoven pakketten heten dekbladen, en kunnen soms over wel duizend kilometer of meer vervolgd worden, zoals in de Himalaya, de Apennijnen, maar ook van de Alpen naar de Karpathen.

We beginnen de rit door de dekbladstapel van de Alpen vandaag met twee beklimmingen (Col de Domancy, Col des Saisies) in zogenaamde ‘Kristallijne Massieven’: dat is weer hetzelfde gesteente dat we in Bretagne en de Morvan zijn tegengekomen en dat onder de afgeschraapte sedimenten hoort die we in de Jura en West-Alpen tegenkomen. De Kristallijne massieven zijn langs oudere breuken opgestuwd toen de Alpen vormden, en vormen nu flinke cols aan de westrand van de Alpen. Via de Col du Pré en de Col du Roselend rijden we hoger de Alpen in, en komen we in gesteenten uit die oorspronkelijk zijn afgezet in een smalle oceaan (een soort Rode Zee) dat een langwerpig continentje scheidde van Europa. Dat oceaantje heette de Valais oceaan, en de zanden en kleien die daarin gevormd zijn, zijn tijdens het opstuwen van de Alpen en het subducteren van Eurazië begraven tot een diepte van 50 km of meer.

Het continentje bevatte twee delen: het oostelijke deel staat bekend als de Briançonnais, en is sterk gedeformeerd, diep begraven (60 km of meer) en weer omhoog gekomen in de Alpen, en daar moeten de renners vandaag tegenop naar Tignes. Bovenop de Brianconnais liggen stenen uit een oceaantje dat het scheidde van Adrië (zie de blog van gisteren). Het westelijke deel van het continentje bestaat vandaag de dag nog steeds: Corsica en Sardinië.

Klettern durch ein Stapel von tektonischen Decken

Gestern sind die Fahrer durch abgeschabte Scheiben des französischen Teils des eurasischen Kontinents gerast, aber heute fahren sie durch Gesteine der Alpen, die eine viel schlimmere geologische Folter erlitten haben. Wie bereits in früheren Blogs erklärt, können sich absteigende Platten während der Subduktion abkratzen. Diese Abschürfungen bilden einen “Deckenstapel”. Eine abtauchende Platte ist typischerweise 60-150 km dick. Die oberen 5-10 km dieser Platte bestehen oft aus Sedimentgesteinen, die viel schwimmfähiger sind als der Erdmantel und zudem durch schwache Schichten, zum Beispiel aus Ton oder Gips, von den tieferen Teilen der Platte getrennt sind. Oder am Übergang zwischen alten Graniten wie im Armorikanischen Massiv und darüber liegenden Sedimentgesteinen wie im Pariser Becken. Bei der Subduktion einer Platte koppeln sich die Sedimentgesteinseinheiten über einer solchen Schwachschicht von der absteigenden Platte ab und werden gefaltet und übereinander geschoben – wie der Ärmel Ihres Pullovers, den Sie über Ihren Arm schieben, wenn Sie zu faul sind, ihn hochzukrempeln. Diese gefalteten und übereinander geschobenen Gesteinspakete werden als “Decken” bezeichnet und können manchmal über tausend Kilometer oder mehr verfolgt werden, wie im Himalaya, den Apenninen, aber auch von den Alpen bis zu den Karpaten.

Die heutige Fahrt durch die Decken der Alpen beginnt mit zwei Anstiegen (Col de Domancy, Col des Saisies) in den so genannten ‘kristallinen Massive’. Hier sind es wieder die gleichen Gesteine, die wir in der Bretagne und im Morvan gesehen haben und die unter die abgeschabten Sedimentgesteine gehören, die wir im Jura kennengelernt haben. Die kristallinen Massive wurden bei der Entstehung der Alpen entlang alter Verwerfungen nach oben geschoben und bilden nun große Pässe entlang des westlichen Randes des Gebirgsgürtels.

Über den Col du Pré und den Col du Roselend steigen wir höher in die Alpen hinein und treffen auf Gesteine, die einst in einem schmalen Ozeanbecken (vergleichbar mit dem Roten Meer) entstanden sind, das einen schmalen Kontinent von Europa trennte. Dieser kleine Ozean ist als Walliser Ozean bekannt, und die Sand- und Tonsteine, die in diesem Ozean abgelagert wurden, sind stark metamorphosiert – die ursprünglichen Körner sind zu hartem Gestein rekristallisiert, als die Sedimentgesteine in der Subduktionszone bis in eine Tiefe von 50 km oder sogar mehr begraben wurden.

Der schmale Kontinent bestand aus zwei Teilen: der östliche Teil ist als Briançonnais-Kontinent bekannt, der ebenfalls deformiert und vergraben wurde (bis 60 km und mehr) und in den Alpen auftauchte – die Fahrer werden in Richtung Tignes zu den Briançonnais-Gesteinen aufsteigen. Auf dem Briançonnais befinden sich die höchsten Gesteine der Alpen, die aus dem Ozean stammen, der das Briançonnais von der Großen Adria trennte (siehe Blog von gestern). Der westliche Teil dieses Kontinents existiert noch heute: Korsika und Sardinien!