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Eoliens et Déserts

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Eoliens et Déserts

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Les actions éoliennes prédominent dans les régions où la pluviosité, inférieure à 25 cm/an, est très déficitaire par rapport à l'évaporation due aux températures élevées. Cela explique l'importance des déserts tropicaux, qui occupent environ 20 % des surfaces terrestres entre 10° et 30° de latitude, dans les zones d'action des vents alizés (figure 1.6).

Des zones désertiques existent également en dehors des régions tropicales, notamment la où les pluies sont défavorisées par des écrans montagneux ou bien par l'éloignement des grands bassins d'évaporation marine. Seuls 20 % des surfaces désertiques sont recouverts de dépôts éoliens, dominés par des sables; Ie reste correspond à des zones dénudées où l'altération physique et l'érosion nourrissent la déflation, ainsi qu‘à des cours d'eau ou lacs temporaires (cf. Glennie, 1970; Cooke et Warren, 1973; Reineck et Singh, 1980; Brookfield, in Walker, 1984).

Au cours du Pléistocène, l'extension des déserts a été souvent plus étendue qu'actuellement, attestant d'une importance accrue des alizés, des remontées d'eau profonde sur les marges continentales (upwellings), des transferts de sable à terre et vers la mer (Sarnthein et al., 1980).

1-2-1- généralités

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Les vastes accumulations dunaires, où sont concentrés près de 99 % des sables éoliens actuellement mobiles, sont déterminées par la localisation des principales zones de vent et de pression.

Les relations avec la topographie sont toutefois limitées, car les flots de sable poussés par Ie vent franchissent aisement les reliefs. Les grands flots éoliens sont fréquemment dirigés vers les bordures des continents, et participent alors à la sédimentation détritique marine. C'est particulièrement Ie cas dans Ie Pacifique Nord, à l'Est de l'Australie et au Nord-Ouest de l'océan Indien (figure 1.6), mais également dans l'Atlantique au large du Sahara, où la contribution éolienne à la sédimentation pourrait avoisiner 260 million de tonnes /an (Schlitz et Jaenicke, in Samthein et aI., 1980).

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1-2-2-Sédiments désertiques actuelsL'érosion par Ie vent conduit à l'accumulation de sable dans les déserts, cependant que les

particules plus fines, silts et argiles, sont dispersées dans les zones continentales périphériques et les bassins marins, où elles constituent les loess et les dépôts de poussières éoliennes. En s'éloignant des sources, la taille tend à diminuer, et l'éventail pétrographique à se restreindre au bénéfice des grains les plus résistants.

Des minéraux réputés fragiles, comme les argiles fibreuses (palygorskite), sont toutefois susceptibles de parcourir de longues distances, surtout s'ils sont organisés en petits agrégats et transportés par les vents de haute altitude (Coudé Gaussen, 1982), à I'image des poussières volcanoclastiques.

Les sables façonnés par Ie vent sont caractérisés par une forme émoussée et une surface dépolie (type rond mat), par un grain moyen variable selon Ie lieu (0,1 à 1mm), par un classement très bon et une asymétrie positive, ainsi ( par la grande abondance et la maturité texturale des grains de quartz (tendance à la formation de quartz arénites). Et la présence de galets à faces dépolies, séparées par des arêtes finement émoussées (notamment drei-kanters à trois arêtes). Les fossiles sont rares, à l'exception parfois d'os et empreintes de Vertébrés.

Les rides sédimentaires dues au vent sont asymétriques, à crêtes rectilignes et parfois bifurquées. Les stratifications entrecroisées sont très obliques les unes par rapport aux autres et souvent longues; les lits ne comprennent pas d'intercalations argilo-silteuses, et constituent des ensembles pouvant atteindre plusieurs mètres d'épaisseur.

Les avalanches de sable à l'aval des rides s'effectuent souvent de manière désordonnée, ce qui conduit à des Iaminations obliques irrégulières, mal discernables. Ces divers caractères facilitent I'identification des rides éoliennes (cf. Glennie, 1970).

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• Les dunes éoliennes issues de I'accumulation des sables comprennent principalement

• I) les barkhanes, structures en croissants convexes face au vent; • 2) les dunes transversales allongées perpendiculairement au vent

donnant; • 3) les dunes longitudinales (seifs) allongées, dans Ie sens du

vent, déterminées par des vents à résultante hélicoïdale double provoquant des pendages symétriques (figure 1. 7).

• A ces formes de dimensions variables s'ajoutent les petites nebkas allongées à I'arrière des accidents du relief (buissons, rochers), et les dunes paraboliques dont Ie centre évasé parait résulter d'accélérations locales de la vitesse du vent. L'agencement complexe de ces structures dans les grands déserts ou mers de sable constitue les ergs.

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Structure interne d'une dune éolienne; notez la forte inclinaison et la variabilité des litages (chiffrés en degrés

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Aux zones désertiques d'accumulation éolienne font pendant des zones d'ablation, de formes et natures diverses : plateaux dénudés (hamadas surfaces caillouteuses dont les éléments n'ont pas pu être déplacés par le vent (regs), massifs isolés de roches dures, à parois raides (inselbergs).

Par ailleurs les déserts renferment un certain nombre de faciès sédimentaire dus à l'action de l'eau. Les cours d'eau temporaires charrient des galets, sables et argiles, qu'ils abandonnent en longs rubans superficiels (wadis des que l'arrêt des pluies entraîne l'infiltration de l'eau dans Ie sous-sol et l'assèchement. Des figures sédimentaires variées s’observent dans ces dépôts fluviatiles, et reflètent l'existence de régimes d‘écoulements supérieurs à inférieurs (cf. Chamley, 1987). A la surface des dépôts se développent souvent des polygones de dessiccation, dont les copeaux sont repris par Ie vent ou enfouis sous Ie sable.

Des successions sédimentaires complexes s'observent dans les zones situées à la frontière des influences éoliennes et fluviatiles (figure 1.8).

Les glacis d‘érosion (pédiments) développés au pied des inselbergs sont repris par les pluies d'orages, constituent des flots d‘écoulement dense à matrice argileuse (coulées boueuses conglomératiques, proches des debris-flows), et peuvent s‘étaler à l'aval en larges pédiplaines subhorizontales ou playas (figure 1.9)

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• Dans les dépressions s'établissent des lacs temporaires (sabkhas), où l‘évaporation des eaux de pluie provoque la précipitation d'halite et de gypse qui incrustent les dépôts éoliens et fluviatiles. La cristallisation d‘évaporites résulte également du battement des nappes phréatiques dans les sebkhas, les terres salées (chotts) et les dunes environnantes, ainsi que de phénomènes de capillarite liés à l'alternance nycthémérale ou saisonnière. Les roses de sable, les enduits brun rouge d'oxydes métalliques (surtout Fe) qui caractérisent les sables dunaires anciens, les croûtes carbonatées, procèdent aussi de migrations verticales d'eaux au sein des sables.

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1-2-3- Roches d’origine désertiques

• Les anciens sédiments éoliens se reconnaissent principalement aux caractères suivants (Glennie, in Fairbridge et Bourgeois, 1978) : grains sableux arrondis et dépolis, bien classés et à matrice argileuse pauvre « 5 %); stratifications entrecroisées à angles variés, souvent importants (jusqu‘à 34°); litages plans inclinés, avec peu de rides bien visibles, du fait des troncatures successives par Ie vent; quartz extrêmement abondants avec souvent enduits ferriques, micas généralement absents.

• Les anciens sédiments mis en place par l'eau dans les déserts se distinguent des dépôts combinées : granodécroissance brutale vers Ie haut, traduisant la chute rapide de l‘énergie des eaux absorbées par Ie sable après les pluies; présence de mudstones à cailloux épars, ainsi que de niveaux à galets et de copeaux d'argile, de polygones de dessiccation et de filons clastiques sableux remplissant les fentes, et de rides d'adhésion (submersion); présence de ciments ou croûtes calcitiques et enduits ferrugineux communs, parfois ciments et incrustations de gypse ou anhydrite.

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