A partir des divers documents proposés:identifier les principaux phénomènes à

l’origine de la disparition des reliefsnommer les agents responsables, préciser

l’agent le plus importantidentifier les 2 grandes catégories de

produits issus de l’altération des roches et préciser leur devenir

L’altération des roches et la disparition des reliefs

Au travail….

Altération? Erosion?Quelques définitions

L’altération des roches

Le devenir des produits issus de l’altération

L’altération regroupe les processus physiques, chimiques et biologiques qui conduisent de la roche saine à ses produits de décomposition.

L’érosion est ensemble des phénomènes qui altèrent, enlèvent les débris et particules issus de l’altération et modifient le relief.retou

r

Altération physique

Altération chimique

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Un certain nombre d’agents sont responsables de la désagrégation mécanique

des roches, et donc d’une modification du relief.

Des agents d’altération

De spectaculaires figures d’érosion

Altération physique

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Altération physique

(suite)

Dans de nombreuses régions, les pluies ont des effets dévastateurs. Le ruissellement provoque une dénudation des terrains. Dans des cas extrêmes, cela peut aboutir à un véritable ravinement (photo).

L’action de l’eau

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Altération physique

(suite)

Dans les régions où l’eau subit des phénomènes de gel – dégel, elle peut entraîner la fracturation des roches. En effet, en passant de l’état liquide à l’état solide, le volume de l’eau augmente d’environ 10%. Ainsi, quand l’eau infiltrée dans les fissures (diaclases) d’une roche gèle, l’augmentation du volume d’eau provoque l’éclatement de la roche. Ceci forme des éboulis qui sont entraînés par les glaciers et les eaux de ruissellement.

« Geler à pierre fendre »

L’action du gel

Face ouest des Drus (3 764 m, massif du Mont Blanc)

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L’action des glaciers Placage de farine glaciaire »

La pression exercées sur les roches par le déplacement des glaciers peut les transformer en matériaux très fins (limons, poussières…), on parle de « farine glaciaire ». celle-ci peut être visible après le retrait du glacier.

Stries dans la roche provoquées par le passage du glacier

Farine glaciaire des Grandes Rousses

Altération physique

(suite)retour

L’action des variations de température

Les variations brutales de température (par ex entre le jour et la nuit) peuvent entraîner la désagrégation d’une roche, surtout si celle-ci est composée de minéraux n’ayant pas le même coefficient de dilatation. Ce phénomène est particulièrement important en haute montagne et dans les déserts.

Les Alpes

Monument Valley (Arizona)Altération physique (suite)retou

r

Le développement des racines peut entraîner l’agrandissement des fissures au sein des roches et faciliter leur altération. De plus, les racines peuvent également favoriser l’altération chimique.

L’action des végétaux

Auteur Alain Ruellan

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Des « rochers champignons »

(désert de Lybie)

Érosion spectaculaire

(suite)

Ce sont des figures caractéristiques des zones arides soumises à l’érosion éolienne. En effet, sous l’action abrasive des grains de sable transportés par le vent, les roches sont usées : on parle de corrasion. L’efficacité maximale de l’usure se situe vers 1 à 1,50 m de hauteur, zone où la plus grande partie des grains de sable qui se déplacent vient frapper le rocher. Plus haut d’une part, au ras du sol d’autre part, l’action érosive est moins importante.

Ces «cheminées de fée» ou «demoiselles coiffées» sont formées de plusieurs couches de roches. Une couche supérieure basaltique (ancienne coulée de lave), foncée et résistante, recouvre une couche d’ignimbrites (roches formées de débris de lave), plus friable.La coulée de lave a été en grande partie déblayée par l’érosion, mais certains blocs de basalte sont restés en place, protégeant ainsi les terrains sous-jacents de l’érosion par les eaux de ruissellement. Ainsi se forment des « cheminées » dont tous les chapeaux sont à la même hauteur (la base de l’ancienne coulée).

Des « cheminées de fée »(Cappadoce, Turquie)

Érosion spectaculaire

(suite)

Érosion spectaculaire

(suite)

Les Buttes du Coyote(Nord de l’Arizona, USA)

Ce sont des formations géologiques remarquables. En effet, on peut y voir des figures d’érosion spectaculaires et uniques au monde, comme « La Vague » (photo). Il s’agit de fines couches de grès (datées de – 190 Ma), plus ou moins dures, usées par l’action du vent et de la pluie.

Parc national des Arches(Sud de l’Utah, USA)

Il doit son nom à la présence de près de 2 000 arches (photo). L’action combinée de l’eau et de fortes amplitudes thermiques a enlevé les grès les plus tendres tout en laissant les parties supérieures les plus résistantes, créant ainsi une ouverture. Avec le temps, cette « fenêtre » s’agrandit, l’arche devenant de plus en plus fine. Elle finira par s’effondrer progressivement.

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L’action des végétaux

Le développement de racines facilite l’altération physique des roches. De plus, les racines ont tendance à acidifier le milieu. Ce rejet d’ions H+ peut interférer avec des cations qui constituent les minéraux des roches environnantes et, ainsi, favoriser l’altération chimique.Les molécules organiques issues de la décomposition des végétaux participent également à l’altération chimique.

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L’eau de pluie, chargée de gaz carbonique, s’écoule dans les failles ou fissures du massif de calcaire. Sous l’effet de l’altération chimique de la roche, les fissures s’élargissent et forment des paysages de type karstique. Les paysages karstiques sont caractérisés par des formes de corrosion de surface, mais aussi par le développement de cavités creusées par les circulations d'eaux souterraines

L’altération d’une roche calcaire

Baie de Ha-Long (Vietnam)

Massif de la Chartreuse

Des éléments pour comprendre

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Montpellier le vieux

Equation bilan des réactions chimiques responsables de la dissolution des bicarbonates :

CaCO3 + CO2 + H2O Ca2+ + 2HCO3-

dioxydede carbone

eau hydrogéno-carbonate de calcium soluble

Eau de pluie

Eau circulant dans le calcaire

Ca2+ 1,4 65

Mg2+ 0,3 3,4

K+ 0,3 0,3

Na+ 1,9 1,3

Cl- 3,1 1,6

HCO3- traces 199

SO42- 2,1 9

Tableau comparatif de la composition d’une eau de pluie et d’une eau ayant circulé dans les calcaires (en mg.L-1)

Retour à l’altération du calcaire

carbonatede calciuminsoluble

L’altération d’un granite dans un massif ancien

Chaos granitique en Lozère

Des éléments pour comprendre

Alors que le granite est une roche compacte, on peut observer dans certaines régions granitiques des amoncellements de blocs aux formes improbables , formant des « chaos ».

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Massif du Sidobre

Le principal agent d’altération chimique est l’eau, qui agit de 2 façons. D'abord par hydratation : chez les micas par exemple, l'eau peut se glisser entre les feuillets du minéral, provoquer son gonflement, ce qui va peu à peu désolidariser les grains de la roche. Mais la principale réaction chimique responsable d’une altération est l’hydrolyse, c’est-à-dire la destruction des minéraux par l’eau.

Équation bilan d’une réaction d’hydrolyse:Minéral d’origine + Eau Minéral nouvellement formé + Solution de lessivage

(eau + ions)

Exemple de l’altération par hydrolyse de la muscovite:

H2O K+

muscoviteillite

(argiles)

Lame mince de granite altéré (LPA)Des éléments pour co

mprendre (suite)

Retour à l’altération du granite

Evolution de la compositionminéralogique d'un granite

% des minéraux

Intensité des altérations

Quartz

Argiles

FeldspathMicas

Minéraux du granite sain Q F M

Grains de

quartz libres

Argiles + diverses

substances solubles

Produits d'altération du granite

Le transport des éléments issus de l’érosion

Le dépôt des éléments issus de l’érosion

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Le transport

Outre le vent et la glace, l’eau est le principal agent de transport des éléments issus de l’altération des roches.

Naissance d’un cours d’eau dans les Alpes

Transport (suite)

Les ions sont transportés en solution, les particules en suspension. Pour des particules de taille importante, le transport s’effectue en roulant ou en glissant au fond de l’eau : lors des crues, c’est la pression exercée par le courant qui fait rouler les blocs.

Le transport dans un cours d’eau

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Le dépôt des produits de l’érosion dans des bassins sédimentaires

Dépôt (suite)

Les éléments mis en suspension ou en solution par l’altération des roches continentales rejoignent finalement un bassin océanique. Lorsque le fleuve a une influence dominante sur le milieu marin, un delta se forme. C’est le cas, par exemple, de la formation du delta du Rhône dans le sud-est de la France.

C’est dans l’est de l’Inde et au Bangladesh que se trouve le plus grand delta du monde, couvrant une superficie de 105 000 km2, le delta du Gange, formé par les apports des fleuves Gange et Brahmapoutre.Le Gange et le Brahmapoutre apportent dans l’océan, à eux seuls, de 1 à 2 milliards de tonnes de sédiments par an.

La quantité de sédiments déposés dans un bassin en fonction du temps correspond au flux sédimentaire.Chaque année, les cours d’eau transportent des continents aux océans, en suspension ou en solution, une masse de sédiments de 18 milliards de tonnes.

Image satellitale du delta du Gange

Brahmapoutre

Gange

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Dépôt (suite)

Cas de la sédimentation biochimique

Les sédiments qui arrivent en milieu marin sont souvent riches en carbonates de calcium, ce qui permet dans certaines conditions le développement de récifs coralliens.Les coraux, constructeurs de récifs, sont des petits polypes qui forment des colonies et qui vivent en symbiose avec des algues unicellulaires chlorophylliennes.

Localisation actuelle des récifs coralliens

Sédimentation biochimique (suite)

Ces coraux peuvent utiliser les éléments dissous pour se construire un squelette en carbonate de calcium (CaCO3).

Ca2+ + 2 HCO3- CaCO3 + CO2 + H2O

En cas de stress (augmentation de la température, pollution, maladie) les algues quittent les coraux. Leur squelette blanc est alors bien visible.

Formation récifale Normandie) du Jurassique supérieur (- 160 Ma)

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Altération chimique

Une altération chimique peut aussi être à l’origine de la dégradation des roches

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L’action des végétaux

L’altération d’une roche calcaire

L’altération d’un granite dans un massif ancien

Affleurement de granite (Trégastel, Côtes d’Armor)

Arène granitique

Des éléments pour comprendre(suite)

Granite altéré

Au contact de la pluie, du gel, et des être vivants, la roche s’altère; elle se fragmente puis finit par se désagréger en arène granitique: sable très grossier, hétérogène, constitué de fragments de granite, de grains de quartz, de cristaux de feldspaths altérés, d’argiles, et d’oxydes de fer.

Boules de granite enrobées dans une arène granitique (Le Coquet)