Thème 2 : Les enjeux contemporains de la planète  : Géosciences et dynamique des paysages

La dynamique des paysages (d’après Bordas, Ed.2019, pp 152-153)

I/ De l’observation des paysages aux produits de l’altération des roches   :

1) L’évolution des paysages   :

Bien qu'ils nous paraissent immuables, les paysages qui nous entourent évoluent. Ces changementsaffectent particulièrement les zones montagneuses. Les reliefs changent, s'aplanissent, le plus souvent defaçon imperceptible à l'échelle d'une vie humaine.

Selon la nature des roches, l'évolution des paysages n'est pas la même. Les roches calcairesproduisent des paysages de plateaux secs entrecoupés de gorges où coulent des rivières, et percés de gouffreset galeries creusées par l'écoulement souterrain de l'eau (Exemple du Vercors, TP 1).

Le démantèlement des roches granitiques produit des paysages plus arrondis et des vallées pluslarges (exemple le Morvan, TP1).

2) L’altération des roches   :

L'altération est un ensemble de processus mécaniques et chimiques qui transforment les roches dèslors qu'elles sont exposées à l'environnement de surface. Elle agit surtout au niveau de zones de discontinuité(failles, diaclases) :

- L'altération mécanique affecte la structure physique de la roche :• Les variations brutales de température provoquent la séparation des minéraux, augmentent la

fissuration de la roche.• Dans des régions où l'eau subit une alternance de gel et de dégel, la roche finit par se fendre et

éclater.• Les racines des végétaux qui se développent agrandissent les fissures.

L'altération mécanique conduit à la désagrégation de la roche qui perd sa solidité, sa cohérence, et sefragmente. Cette fragmentation augmente encore l'exposition de la roche aux divers facteurs de l'altération.

- L'altération chimique affecte la composition de la roche et de ses minéraux. l'eau en est la principalecause. Elle provoque la dissolution de certains minéraux (c'est le cas du carbonate de calcium, principalminéral du calcaire). Elle modifie la structure d'autres minéraux, qui finissent par disparaître (les feldspathset les micas du granite) tandis que d'autres se forment (les argiles). Enfin, certains minéraux comme lequartz sont pratiquement inaltérables.

L'altération varie selon le climat : l'altération chimique est plus active sous un climat chaud ethumide, tandis que les climats plus secs sont propices à l'altération mécanique (variations brutales destempératures en milieu désertique).

L'altération génère des ions solubles, ainsi que des débris solides de tailles variables.

Tous les paysages se transforment du fait de l’altération physique et chimique des roches, defaçons différentes selon la nature des roches, le climat et la végétation.

L'eau est le principal facteur de l’altération des roches. l'altération produit des ions solubles et desdébris rocheux de toutes tailles.

II/ Des produits de l’altération aux roches sédimentaires   :

1) Transport et dépôts des produits de l’altération   :

Les produits issus de l'altération de la roche restent rarement sur place. Ils sont évacués ettransportés, parfois très loin du site d'origine : c'est l'érosion (vidéo 1) .

L'eau est le principal agent d'érosion. Elle transporte les ions sous forme dissoute, mais aussi lesdébris solides, des éboulis vers les torrents, les rivières, les fleuves, parfois jusque dans les mers. Lorsque lapente et la vitesse du courant diminuent, les particules se déposent, par ordre décroissant de leur taille. Ellesforment alors des sédiments qui s'accumulent dans le lit des rivières ou au fond de la mer. (TP2)

La charge sédimentaire (quantité de sédiments produits par un bassin versant chaque année) permetd'estimer l'intensité de l'érosion régionale. Il existe une grande variabilité de la charge sédimentaire, selon leclimat et les reliefs.

2) Transformation des sédiments en roches sédimentaires   : (vidéo 2)

Les roches détritiques proviennent de particules érodées puis consolidées. La classification de cesroches est basée sur la taille et la forme des fragments qu'elles renferment. On distingue les conglomératsconstitués d'éléments grossiers, les grès et les pélites formés d'éléments plus petits.

La formation des roches détritiques se déroule dans l'environnement de leur dépôt. Les sédimentss'accumulent et la pression ainsi que la température augmentent. Lors de leur enfouissement, ils subissentune compaction et une cimentation. L'ensemble de ces processus porte le nom de diagenèse.

3) Reconstitution des paléo-environnements   : (TP3)

Selon le principe d'actualisme, les mêmes causes produisent toujours les mêmes effets. Il est doncpossible de transférer des observations géologiques actuelles aux roches anciennes.

L'application de ce principe permet de reconstituer l'environnement dans lequel des rochesdétritiques se sont formées.

La forme des particules (arrondi, sphéricité), leur classement et leur taille révèlent les modalités deleur transport. Parfois, les figures sédimentaires témoignent du milieu de sédimentation (effets des marées,par exemple).

Les produits de l’altération subissent l’érosion et sont transportés sous forme soluble ou solide.Les sédiments se déposent et se transforment lentement en roche sédimentaire détritique, par compactionet cimentation. Les caractéristiques des particules contenues dans ces roches témoignent des conditionsde leur transport et du milieu de sédimentation.

(d’après Bordas, Ed.2019, p 152) (d’après Bordas, Ed.2019, p 153)