L’altération des roches et la disparition des reliefs

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1 L’altération des roches et la disparition des reliefs
A partir des divers documents proposés: identifier les principaux phénomènes à l’origine de la disparition des reliefs nommer les agents responsables, préciser l’agent le plus important identifier les 2 grandes catégories de produits issus de l’altération des roches et préciser leur devenir Au travail….

2 L’altération des roches
Altération? Erosion? Quelques définitions L’altération des roches Le devenir des produits issus de l’altération

3 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. retour

4 Altération physique Altération chimique retour

5 Altération physique 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 retour

6 Altération physique (suite)
L’action de l’eau 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). Altération physique (suite) retour

7 L’action du gel « Geler à pierre fendre » 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. Face ouest des Drus (3 764 m, massif du Mont Blanc) Altération physique (suite) retour

8 Altération physique (suite)
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. Farine glaciaire des Grandes Rousses Stries dans la roche provoquées par le passage du glacier Altération physique (suite) retour

9 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 retour Altération physique (suite) Monument Valley (Arizona)

10 L’action des végétaux 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. Auteur Alain Ruellan retour

11 Des « rochers champignons »
(désert de Lybie) 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. Érosion spectaculaire (suite)

12 Érosion spectaculaire
Des « cheminées de fée » (Cappadoce, Turquie) 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). Érosion spectaculaire (suite)

13 (Nord de l’Arizona, USA)
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. Érosion spectaculaire (suite)

14 Parc national des Arches
(Sud de l’Utah, USA) Il doit son nom à la présence de près de 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. retour

15 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. retour

16 Des éléments pour comprendre
L’altération d’une roche calcaire 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 Massif de la Chartreuse Baie de Ha-Long (Vietnam) retour Des éléments pour comprendre Montpellier le vieux

17 Eau circulant dans le calcaire
Equation bilan des réactions chimiques responsables de la dissolution des bicarbonates : CaCO CO H2O Ca HCO3-   carbonate de calcium insoluble dioxyde de 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+ 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

18 Des éléments pour comprendre
L’altération d’un granite dans un massif ancien 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 ». Chaos granitique en Lozère retour Des éléments pour comprendre Massif du Sidobre

19 Équation bilan d’une réaction d’hydrolyse:
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+ muscovite illite (argiles) Lame mince de granite altéré (LPA) Des éléments pour comprendre (suite)

20 minéralogique d'un granite
Evolution de la composition minéralogique d'un granite % des minéraux Intensité des altérations Quartz Argiles Feldspath Micas Minéraux du granite sain Q F M Grains de quartz libres Argiles + diverses substances solubles Produits d'altération du granite Retour à l’altération du granite

21 Le transport des éléments issus de l’érosion
Le dépôt des éléments issus de l’érosion retour

22 Naissance d’un cours d’eau dans les Alpes
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)

23 Les ions sont transportés en solution, les particules en suspension
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 retour

24 Le dépôt des produits de l’érosion dans des bassins sédimentaires
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. Dépôt (suite)

25 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. C’est dans l’est de l’Inde et au Bangladesh que se trouve le plus grand delta du monde, couvrant une superficie de 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. Image satellitale du delta du Gange Brahmapoutre Gange retour Dépôt (suite)

26 Sédimentation biochimique (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)

27 Formation récifale Normandie) du Jurassique supérieur (- 160 Ma)
Ces coraux peuvent utiliser les éléments dissous pour se construire un squelette en carbonate de calcium (CaCO3). Ca HCO CaCO3 + CO2 + H2O   Formation récifale Normandie) du Jurassique supérieur (- 160 Ma) En cas de stress (augmentation de la température, pollution, maladie) les algues quittent les coraux. Leur squelette blanc est alors bien visible. retour

28 Altération chimique Une altération chimique peut aussi être à l’origine de la dégradation des roches L’altération d’une roche calcaire L’action des végétaux L’altération d’un granite dans un massif ancien retour

29 Des éléments pour comprendre(suite)
Affleurement de granite (Trégastel, Côtes d’Armor) 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. Arène granitique Des éléments pour comprendre(suite) Boules de granite enrobées dans une arène granitique (Le Coquet)