Thème 3 : Géosciences et dynamique des sol
 

Introduction (déjà traité !)

Les paysages autour de nous changent de façon imperceptible à notre échelle de temps. Ces changements diffèrent selon le type de roche concerné et d'autres facteurs.

Comment les reliefs sont-ils altérés et érodés ?

Que deviennent les produits de ces phénomènes ?

Quel est l'intérêt pour l'Homme de connaître ces phénomènes ?

I°) L'altération et l'érosion affectent tous les paysages (déjà traité !)

A°) l'altération modifie les roches

L'altération est l'ensemble des processus physiques et chimiques qui modifient les roches. Ces modifications interviennent majoritairement au niveau des fractures de la roche quelle qu'en soit l'échelle.

1°) l'altération physique

Elle modifie la structure de la roche :

- l'alternance gel-dégel provoque l'éclatement de la roche en faisant varier le volume de l'eau dans les fissures,

- les variations de température provoquent la séparation des minéraux qui n'ont pas tous le même coefficient de dilatation,

- les glaciers abrasent les roches sur lesquelles ils se déplacent,

- le vent abrase les roches grâce aux particules qu'il transporte,

- les racines des végétaux élargissent les fissures dans lesquelles elles grandissent.

2°) l'altération chimique

Elle modifie la composition de la roche : certains minéraux réagissent avec l'eau et sont dissous, on parle d'hydrolyse (micas et feldspaths du granite). Cela produit de nouveaux minéraux sur place (des argiles comme la kaolinite) et des ions transportés en solution dans l'eau (le sodium du sel de mer !).

 Ces processus d'altération sont donc dépendants du type de roche, du climat (température et hygrométrie), de la végétation...L'altération produit des débris solides de toutes tailles ainsi que des ions. L'eau en est le principal agent.

B°) l'érosion transporte les produits de l'altération

Les produits de l'altération sont souvent transportés dès leur formation. Ce transport correspond à l'érosion.
Si le vent ou la gravitation participent un peu à ce transport, l'eau de ruissellement est le principal agent d'érosion. Elle transporte les plus gros blocs par roulement jusqu'aux particules les plus fines en suspension. Elle est aussi chargée en ions dissous.
La vitesse du courant et la taille des particules sont les principaux facteurs qui contrôlent le transport ou la sédimentation de ces particules.
Les particules et les ions sont évacués parfois très loin de leur source jusque dans les océans.
La quantité de sédiments transportés ou charge sédimentaire permet de quantifier l'érosion. Cette charge est dépendante du climat et du relief régional.
 

II°) La sédimentation produit de nouvelles roches (déjà traité !)

A°) la mise en place d'une roche sédimentaire

Les particules érodées sédimentent lorsque le courant devient insuffisant par rapport à leur taille. Leur accumulation permet leur compaction et leur cimentation qui sont à l'origine des roches sédimentaires détritiques. Ces processus de mise en place d'une roche sédimentaire sont regroupés sous le terme de diagenèse.
La taille des éléments qu'elles contiennent permet de la classer :
- les conglomérats contiennent de gros éléments (blocs),
- les grès contiennent des élément fins (sables),
- les pélites contiennent des élément très fins (argiles).
Cette mise en place dans un milieu de sédimentation particulier enregistre des informations sur ce milieu : degré ou type d'agitation, température, épaisseur de la tranche d'eau etc.
 

B°) leur étude permet de reconstituer des paysages anciens

Le principe d'actualisme postule que les causes actuellement observées qui produisent un effet actuellement observé produisaient le même effet dans le passé. L'utilisation de ce principe permet de reconstituer des milieux de sédimentation en observant la roche sédimentaire elle-même. La forme, le tri, l'usure des particules renseignent sur la durée et le type de transport par exemple. Certaines figures comme les rides de courant témoignent des vagues par exemple.

II°) L'érosion, un processus à étudier pour l'Homme (nouveau)

A°) l'érosion produit des ressources

L'érosion est à l'origine de ressources nombreuses et variées utilisées pour la construction, l'industrie ou encore la haute technologie.

 1°) matériaux de construction

Sous la forme des blocs représentés par les pierres de taille ou de granulats (sables, graviers) utilisés dans la fabrication du ciment et du béton, les produits de la transformation des roches détritiques sont utilisés massivement dans le secteur du BTP.

2°) métaux et terres rares

Les métaux sont utilisés dans de nombreux domaines de la vie quotidienne : construction, médecine, télécommunications, etc. Si toutes les roches contiennent des éléments métalliques, rares sont celles dont la concentration est suffisante pour une exploitation rentable : ce sont les gisement métallifères.

Les télécommunications sont très consommatrices de terres rares comme le Niobium et le Tantale (dont le minerai commun se nomme "coltan"). Ces éléments chimiques sont présents à l'état de traces dans des roches comme le granite. L'altération des granite est un processus qui permet de concentrer ces éléments chimiques jusqu'à des valeurs de 1% dans les argiles résiduelles. Cette concentration rend ces argiles rentables à l'exploitation.

B°) l'érosion facteur de risque

Le réchauffement climatique provoque la dilatation thermique de l'océan ainsi que la fonte des glace continentales. Ces deux facteurs causent l'élévation du niveau marin qui provoque l'érosion des côtes continentales.
En montagne l'érosion provoque des glissements de terrain qui sont risqués pour les constructions et les habitants.
 

C°) l'érosion un danger pour les cultures

Dans les pays industrialisés les techniques agricoles laissent les sols cultivés nus. Cela facilite le ruissellement de l'eau de pluie à l'origine d'une érosion hydrique qui prive le sol des particules intéressantes pour sa structure et ses qualités nutritives pour les plantes cultivées. En Afrique subsaharienne, le surpâturage et la déforestation accentuent la désertification.

Conclusion

Tous les reliefs sont affectés par l'altération qui transforme les roches et l'érosion qui transporte les produits de cette altération. En se déposant ces produits donnent de nouvelles roches dites détritiques. L'altération et l'érosion peuvent produire des matériaux exploités par l'Homme ou peuvent au contraire présenter un danger.