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ÉROSION

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" On ne peut dissocier l'érosion des autres phénomènes géologiques. En effet au fur et à mesure de leur apparition en surface, les roches endogènes sont soumises aux conditions climatiques. Ces dernières sont responsables de leur altération. Les phénomènes d'érosions peuvent ainsi aplanir totalement une chaîne de montagne en quelques millions d'années. "

DE LA ROCHE AU SENTIMENT

Les roches les plus dégradables sont celles qui contiennent des minéraux altérables. Ce peuvent-être des minéraux facilement solubles ou instables à la surface du globe. En effet les minéraux les plus stables sont ceux qui se forment dans des conditions de faibles températures et pression voisines des conditions de la surface. Ceux formés en profondeur seront donc moins stables.

LES PHÉNOMÈNES D’ALTÉRATIONS

Le climat, la végétation et les êtres vivants vont agir physiquement et chimiquement sur les roches superficielles. Différents processus vont les dégrader, les transporter et former des sédiments détritiques.

LA DÉSAGRÉGATION PHYSIQUE

Les roches présentent des discontinuités qui permettent la formation d'accidents sous l'effet de différents facteurs.

Les différents accidents :

Rares sont les roches formant un bloc parfaitement uni. De nombreuses discontinuités parsèment généralement les roches.
Ce sont :

  • des diaclases, cassures dues à des déformations profondes.

  • des failles, cassures accompagnées d'un déplacement.

  • des joints, discontinuités entre deux strates dues à des variations lors la formation d'une roche sédimentaire.

  • porosité, les minéraux ou particules ne forment pas un bloc homogène mais laissent des pores entre eux.

L'altération va agir principalement au niveau de ces surfaces de discontinuité.

On peut distinguer :

  • Les variations de températures : elles entraînent des phénomènes de dilatation-contraction importants des minéraux (Thermoclastie).

  • Le rôle du gel à travers les fissures ou les pores (Cryoclastie) n'est pas à négliger non plus.

  • La circulation d'eau dans les fissures et les pores :

    • l'évaporation déstabilise la structure des roches poreuses en diminuant la pression à l'intérieur de la roche.

    • après évaporation, la recristallisation de minéraux dissous, transportés par l'eau, fait pression sur les parois des fissures (haloclastie).

 

Ces phénomènes vont aboutir à la fragmentation du bloc rocheux. La gravité va entraîner de nouveaux accidents :

  • les éboulis : les blocs tombent un à un ou en petits nombre, et se classent selon la taille et le poids des blocs,

  • les éboulements : écroulements de pans de falaise. Il n'y a pas de vrai classement des roches,

  • les glissements : une roche profonde change de comportement et devient instable, elle entraîne les couches sus-jacentes. C'est le cas avec l'argile, qui sèche, est solide mais mouillée est plastique. C'est le cas aussi avec le gypse qui est dissous par l'eau.

  • les disjonctions : les blocs se fragmentent mais reste sur place. Citons le cas particulier des prismes basaltiques (comme la chaussée des géants en Islande) formés lors du refroidissement de la lave.

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On retrouve au niveau du talus continental (zone de transition entre la croûte continentale et océanique) la plupart de ces accidents (écroulements = Rock-fall, glissement = sliding, glissements et déformations = slumping). D'autres, comme les courants en masse (= mass-flow) et les turbidites, sont propres au talus.

Cryoclastie, thermoclastie, ruisellement. Bryce canyon, Utah, USA.
LES FACTEURS INTERVENANTS

Le vent qui intervient particulièrement dans les régions dénudées provoque :

  • déflation par action de balayage (qui peut aboutir à des dépressions du sol telles que les chotts et sebkhars qui constituent des lacs en milieu désertiques),

  • corrasion et abrasion par l'action des particules transportées (les ronds, mats sont les grains de sables transportés par le vent, les dreikanters sont des cailloux à 2 faces exposés au vent, l'une servant de base).

Les ruissèlements d'eau aboutissent à des ravinements, des lapiez en régions calcaires (sillons issus de l'usure et des actions de dissolution de l'eau), des cheminées de fées dans les dépôts morainiques, des chaos granitiques par entraînement de l'arène sableuse.
Les glaciers ont 2 types possibles d'actions. Sur un terrain résistant (granitique) c'est le poids du glacier sur le fond de la vallée qui prédomine, cela aboutit aux vallées en auge. En terrain plus friable l'action va se faire plutôt sur les parois et donner des vallées en V.
Les vagues agissent sur la côte par mitraillage de sables (grains émoussés, luisants et ovoïdes) et de galets, par pression contre les parois (pressions de l'eau mais aussi de l'air piégé dans les fissures), par succion (ressac), par vibrations.

le flux et le reflux des marées créent des courants, flot et jusant, qui érodent le fond et les berges par un intense balayage. Pour des courants moins forts on aboutit à des sols durs ou Hard-ground.

Le recul des falaises correspond à un éboulement de la paroi (surtout dû à des actions continentales et non marines) puis un déblaiement du matériel érodé ou soliflué par la mer.

Erosion éolienne, Skiadi, Kimolos, Brèce.
Erosion éolienne de sédiments gréseux, vallée de la Lune, Atacama, Chili.
L’ALTÉRATION BIOCHIMIQUE

L'eau en est le principal facteurs, mais il en existe d'autres.

L'eau

C'est l'eau qui est le principal agent d'altération. C'est un acide faible, elle a donc une action de dissolution sur les roches. Cette action est renforcée par le fait que l'eau ruisselle, entretenant et amplifiant le phénomène. C'est le lessivage.
L'eau agit également par hydratation. Les minéraux hydratés augmentent de volume par rapport à leur forme anhydre. Ils déstabilisent les roches (surtout les anhydrites comme le gypse).
Selon la nature des éléments chimiques (rapport charge/rayon) situés dans la roche, l'eau a une action de solubilisation différente :

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-Le rapport est inférieur à 3 : cela signifie des atomes peu chargés. En présence d'eau les cations vont entrer en solution (Na, Ca, Mg). Pour K, où le rapport est inférieur à 1 (très peu chargé), l'hydratation est plus faible car les atomes ont moins d'affinité pour l'eau. Ceci explique qu'ils entrent préférentiellement dans les structures minérales.

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-Le rapport est compris entre 3 et 10, les cations sont plus attractifs et "cassent" le dipôle d'eau. Ils sont hydratés mais peu ionisés, il y a alors précipitation (Fe, Al, Mn). Ce phénomène est à l'origine de la formation de certains minerais (bauxite pour l'aluminium par exemple).

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-Le rapport est supérieur à 10, le potentiel ionique est donc élevé et cela va aboutir à la rupture du dipôle d'eau par une forte attraction de O=". Il y a solubilisation de l'ion car il est hydraté et ionisé. C'est le cas pour la silice et le carbonate, composés majoritaires dans les roches.

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Erosion d'un granite.
puis Desert view.
LES AUTRES AGENTS D'ALTERATIONS

  • L'oxygène : il agit par oxydation sur le fer et le manganèse. C'est lui qui donne la couleur rouille aux roches riches en fer ou qui est responsable des empreintes ramifiées de manganèse. Il transforme aussi les sulfures en sulfates. Ces modifications peuvent affaiblir la roche.

  • Le CO2 : sous forme de carbonates il favorise la dissolution de certains atomes.

  • Les acides organiques végétaux et animaux (Oursins, mollusques, éponges)

  • L'activité racinaire

  • La température (sous un climat chaud les réactions peuvent être 100 fois plus rapide).

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Gros orage.

"Il faut distinguer l'altération des roches sédimentaires préexistantes de celle des roches cristallines magmatiques et métamorphiques."

SÉDIMENTATION ET ROCHES SÉDIMENTAIRES

Les reliefs karstiques des paysages calcaires proviennent de la circulation d'eau riche en CO2 qui va dissoudre le calcaire de la roche :

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Les calcaires siliceux peuvent subir une dissolution de leurs parties siliceuses. Les meulières qui en résultent sont ainsi fortement "trouées"
Le lehm est un loess (voir Région continentale) décalcifié par lessivage, les poupées du loess correspondent aux zones plus profondes où s'est concentré le calcaire.
Les roses des sables résultent de la remontée par capillarité de solutions riches en sels gypseux.
La terra rossa serait le résidu argileux de la dissolution de calcaire.

 

 

 

POUR LES ROCHES MAGMATIQUES ET METAMORPHIQUES

Ce sont des roches profondes. Arrivées en surface la stabilité des minéraux est affaiblie en raison des faibles pressions et température. La vulnérabilité des minéraux constitutifs de ces roches suit le même ordre que la suite de Bowen :

  • Les olivines et péridots sont facilement altérables en serpentine en présence d'eau,

  • les pyroxènes donnent une amphibole verte fibreuse, l'ouralite,

  • les amphiboles donnent parfois de l'asbeste (amiante),

  • la biotite donne des chlorites.

  • Pour les feldspaths