Morphodiversity of the Mixteca Alta UNESCO Global (Oaxaca, Mexico)

La surface de la Terre n'est pas une toile uniforme ; c'est une tapisserie complexe tissée de roche, de sol et d'eau, chaque couche racontant une histoire différente de la formation du paysage. Les scientifiques qui étudient cette variété, appelée géodiversité, s'appuient souvent sur des cartes détaillées de la géologie et du sol pour comprendre le caractère d'une région. Ces cartes sont essentielles pour protéger le patrimoine naturel et planifier l'interaction des populations avec la terre, comme dans les Géoparcs mondiaux de l'UNESCO, qui sont des zones reconnues pour leurs caractéristiques géologiques significatives. Cependant, dans de nombreuses parties du monde, ces cartes détaillées n'existent tout simplement pas à l'échelle nécessaire pour une gestion moderne. Lorsque les cartes papier traditionnelles sont absentes ou trop vagues, les chercheurs doivent trouver un autre moyen de mesurer la richesse du terrain. Ils se sont tournés vers des modèles numériques du sol, qui agissent comme des photographies tridimensionnelles précises de la surface de la Terre, leur permettant de calculer la forme et la texture du terrain directement à partir des données elles-mêmes.

Dans la région de la Mixteca Alta à Oaxaca, au Mexique, un Géoparc mondial de l'UNESCO connu pour ses montagnes escarpées et ses vallées profondes, les chercheurs ont été confrontés précisément à ce défi. La zone est géologiquement complexe, contenant d'anciennes calcaires, des roches volcaniques et des dépôts fluviaux, mais les cartes disponibles n'étaient pas assez détaillées pour guider efficacement les efforts de conservation ou la planification du tourisme. Pour résoudre ce problème, une équipe de scientifiques a utilisé un modèle numérique de terrain à haute résolution pour mesurer trois qualités spécifiques du paysage : la pente du terrain, la forme des versants et la rugosité de la surface. En décomposant ces qualités en classes et en les combinant, ils ont créé une nouvelle carte qui révèle la « morphodiversité » de la région. Cette approche leur a permis de percevoir la variété du paysage sans avoir besoin des cartes géologiques manquantes, offrant une image claire des zones complexes et sensibles par opposition aux zones plates et uniformes.

Les chercheurs se sont concentrés sur trois attributs principaux pour construire leur portrait du terrain. Premièrement, ils ont mesuré la pente, soit l'angle du sol, en la divisant en catégories allant de plat à extrêmement escarpé. Ils ont constaté que plus de la moitié du géoparc est constituée d'un terrain montagneux présentant des pentes supérieures à neuf degrés. Deuxièmement, ils ont analysé la forme des versants, recherchant des zones concaves comme les lits de rivières, des zones convexes comme les crêtes montagneuses et des surfaces planes. Cela a aidé à distinguer les vallées des points hauts qui les séparent. Troisièmement, ils ont calculé la rugosité de la surface, qui décrit à quel point le sol est dentelé ou irrégulier à petite échelle. Cette mesure est basée sur la façon dont la surface occupe un espace tridimensionnel ; une plaine lisse présente une faible rugosité, tandis qu'une surface rocheuse et déchiquetée présente une rugosité élevée. En combinant ces trois mesures, l'équipe a pu attribuer un score de diversité à chaque partie du parc.

Les résultats ont révélé un paysage divisé en zones distinctes de complexité. La partie sud du géoparc, couverte par des dépôts fluviaux, présentait une morphodiversité très faible. Ce sont les plaines douces et plates où le sol change très peu, ce qui les rend homogènes et faciles à traverser. En revanche, les zones montagneuses, particulièrement celles formées par des roches volcaniques comme les tufs et les andésites, affichaient une morphodiversité très élevée. Ces zones sont caractérisées par des pentes raides, des crêtes acérées et des surfaces irrégulières et accidentées. Les collines calcaires et les vallées intermontanes se situaient entre les deux, montrant un niveau de variété intermédiaire. L'étude a également testé comment la taille de la zone mesurée affectait les résultats. Ils ont constaté que, bien que les chiffres spécifiques changaient selon l'échelle, le schéma général restait cohérent, confirmant que la méthode est suffisamment robuste pour identifier les caractéristiques majeures du terrain de manière fiable.

Une découverte clé est que la forme des versants jouait un rôle unique dans la définition du caractère du paysage. Lorsque les chercheurs ont accordé plus de poids à la forme de la pente dans leurs calculs, la carte résultante a montré beaucoup plus de variation et de détails que lorsqu'ils se concentraient uniquement sur la déclivité ou la rugosité. Cela suggère que la façon dont la terre courbe — qu'elle plonge dans une vallée ou qu'elle s'arque sur une crête — est un facteur critique pour comprendre la diversité de la zone. L'étude a également comparé cette nouvelle méthode aux cartes géologiques traditionnelles. Ils ont constaté que les anciennes cartes, qui ne montraient que de larges limites entre les types de roches, ne parvenaient pas à capturer la diversité à petite échelle révélée par le modèle numérique. Dans les zones où les types de roches sont mélangés ou le terrain complexe, les cartes traditionnelles apparaissaient trop simples pour être utiles à une planification détaillée.

Les implications de ces découvertes sont pratiques pour la gestion du géoparc. Les zones à morphodiversité élevée et très élevée, où le terrain est escarpé et rugueux, sont identifiées comme des zones prioritaires pour la conservation. Ce sont les endroits où le patrimoine naturel est le plus complexe et où les visiteurs peuvent observer les caractéristiques géologiques les plus spectaculaires. À l'inverse, les zones plates à faible diversité dans le sud sont mieux adaptées aux infrastructures, telles que les centres de visiteurs ou les routes, car elles sont moins sensibles à l'impact humain. En utilisant cette approche numérique, les gestionnaires du parc peuvent prendre des décisions éclairées sur l'emplacement des installations et sur les zones à protéger, garantissant que le développement ne dégrade pas les parties les plus fragiles et les plus intéressantes du paysage.

Ce travail démontre que même sans cartes géologiques détaillées, il est possible de comprendre et de gérer le patrimoine naturel d'une région à l'aide d'outils numériques. La méthode offre un moyen objectif de mesurer la variété du terrain, transformant les données brutes en un guide clair pour la conservation. Elle montre que la Mixteca Alta est un lieu de contrastes saisissants, des plaines calmes et lisses aux sommets volcaniques accidentés, et que la compréhension de ces différences est la première étape vers leur préservation. En se concentrant sur la forme et la texture réelles du sol, les chercheurs ont fourni un outil qui peut être utilisé pour protéger le caractère unique de ce Géoparc mondial de l'UNESCO pour les générations futures.