Avec 592 800 kilomètres carrés, Madagascar est le 46e plus grand pays du monde, le deuxième plus grand pays insulaire et la quatrième plus grande île. Le pays se situe principalement entre les latitudes 12°S et 26°S et les longitudes 43°E et 51°E.
La Grande Île, parfois appelée « l’île Rouge » en référence à la latérite qui colore ses plateaux, s’étire sur 1 580 km du nord au sud et 500 km d’est en ouest avec un maximum à 575 km. Elle est entourée de l’archipel des Comores (300 km au nord-ouest), des Seychelles (1 000 km au nord), de La Réunion (800 km à l’est), de l’île Maurice (868 km à l’est), du Mozambique (400 km à l’ouest) et est ceinturé par les Îles Éparses de l’océan Indien (Tromelin, Glorieuses, Juan de Nova, Bassas da India et Europa).
L’éclatement préhistorique du supercontinent Gondwana a entraîné la séparation du Gondwana oriental (comprenant Madagascar, l’Antarctique, l’Australie et le sous-continent indien) et du Gondwana occidental (Afrique-Amérique du Sud) au cours de la période jurassique, il y a environ 185 millions d’années. La masse continentale indo-malgache s’est séparée de l’Antarctique et de l’Australie il y a environ 125 millions d’années et Madagascar s’est séparée de la masse continentale indienne il y a environ 84 à 92 millions d’années au cours du Crétacé supérieur. Cette longue histoire de séparation des autres continents a permis aux plantes et aux animaux de l’île d’évoluer dans un isolement relatif. Le long de la côte orientale s’étend un escarpement étroit et escarpé contenant une grande partie de la forêt tropicale de basse altitude restante de l’île. À l’ouest de cette crête se trouve un plateau au centre de l’île dont l’altitude varie de 750 à 1 500 m d’altitude. Ces hauts plateaux centraux, traditionnellement la patrie du peuple Merina et l’emplacement de leur capitale historique à Antananarivo, sont la partie la plus densément peuplée de l’île et se caractérisent par des vallées rizicoles en terrasses situées entre des collines herbeuses et des parcelles de forêts subhumides qui couvraient autrefois la région des hautes terres. À l’ouest des hautes terres, le terrain de plus en plus aride descend progressivement vers le canal du Mozambique et les mangroves le long de la côte.
Les plus hauts sommets de Madagascar s’élèvent à partir de trois massifs montagneux importants: Maromokotro 2876 m dans le massif du Tsaratanana est le point culminant de l’île, suivi du pic Boby 2658 m dans le massif de l’Andringitra et de Tsiafajavona 2643 m dans le massif de l’Ankaratra. À l’est, le canal des Pangalanes est une chaîne de lacs artificiels et naturels reliés par des canaux construits par les Français juste à l’intérieur de la côte est et parallèles à celle-ci sur environ 600 km.
Les côtés ouest et sud, qui se trouvent à l’ombre de la pluie des hauts plateaux centraux, abritent des forêts de feuillus sèches, des forêts épineuses, des déserts et des arbustes xériques. En raison de leurs densités de population plus faibles, les forêts sèches de feuillus de Madagascar ont été mieux préservées que les forêts tropicales humides de l’Est ou les forêts d’origine du plateau central. La côte ouest comporte de nombreux ports protégés, mais l’envasement est un problème majeur causé par les sédiments provenant des niveaux élevés d’érosion intérieure transportés par les rivières traversant les vastes plaines occidentales.
La côte orientale est bordée de lagons abrités par une barrière de corail. La côte nord-ouest (sur le canal du Mozambique) comporte de nombreuses îles dont celles de Nosy Be et Nosy Mitsio.
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