La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Lithosphère - partie B Évolution terrestre- échelle de temps Processus et interfaces (terre-eau-air) Denise Fontaine – département des sciences de la Terre.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Lithosphère - partie B Évolution terrestre- échelle de temps Processus et interfaces (terre-eau-air) Denise Fontaine – département des sciences de la Terre."— Transcription de la présentation:

1 Lithosphère - partie B Évolution terrestre- échelle de temps Processus et interfaces (terre-eau-air) Denise Fontaine – département des sciences de la Terre et Atmosphère - UQAM

2 Structure terrestreStructure terrestre ou géodynamique Structure interne de la Terre : 1. Croûte continentale 2. Croûte océanique 3. Manteau supérieur (ou Asthénosphère) 4. Manteau inférieur (ou Mésosphère) 5. Noyau externe 6. Noyau interne (ou graine) A. Discontinuité de Mohorovičić B. Discontinuité de Gutenberg C. Discontinuité de LehmannAsthénosphèreMésosphèreNoyau externeNoyau interneDiscontinuité de MohorovičićDiscontinuité de GutenbergDiscontinuité de Lehmann La croûte continentale ne mesure quentre 30 et 65 km. Augmentation de la densité en A et réfraction des ondes.

3 Chaleur interneChaleur interne de la terre Structure interne du globe terrestre. Dessin de Doc Carbur Wikipedia- (3) Zone de subduction, où une plaque senfonce parfois jusquà plusieurs centaines de kilomètres dans le manteau;Zone de subduction (5) Volcanisme actif. (7) Panache de matière plus chaude qui, partant de la limite avec le noyau, fond partiellement en arrivant près de la surface de la Terre et produit le volcanisme de point chaud.

4 Quantité moléculaire fixe – densité différente – volume différent La quantité de matière, molécules sous forme de solides, de liquide et de gaz est relativement fixe sur la terre (exception des météorites); Leau soit sous forme gazeuse ou liquide produit de loxydation ou de lhydroxylation; Changement de forme cristalline et changement de volume: un sulfate est plus volumineux quun sulfure; Les oxydes et les sulfates sont moins denses que les métaux; Les silicates blancs (sans fer) sont plus stables que les sulfures; Leau dissous tout. Il suffit dy mettre le temps. Un sol organique est moins tassé, moins dense quun sol minéral; Aux zones de contact des phases, il y a déplacement des masses, érosion, compression, compaction, oxydo-réduction fusion; Les zones volcaniques soulèvent des portions de la croute terrestre en même temps, quelles forme des appareils volcaniques.

5 Montagnes Les montagnes peuvent être dorigine volcanique ou bien, le résultat de la compression des sédiments du fond de locéan ou de bordure de continent. La plasticité des fonds marins produit, sous leffet de la compression, des plissements successifs. Ces montagnes sont faciles à identifier par la nature de la roche métamorphique et par la présence de fossiles marin ou lacustres identifiables à quelques milliers de mètres de hauteur. Exemples : Miguasha, les Appalaches

6 Parc national des glaciers Charnière de plis Orogénèse : soulèvement de fonds marins. Exposition des strates sédimentaires/ métamorphiques À la frontière entre Montana et Canada – lac glaciaire

7 Plaques océaniques – roches ignées La roche ignée apparait au milieu des dorsales océaniques et pousse les plaques océaniques; À une extrémité, les plaques séloignent les unes des autres et à lautre extrémité senfoncent sous la plaque adjacente qui est à nouveau mise en fusion et recyclée selon la théorie des plaques tectoniques; La roche ignée peut être extrusive (Islande) ou intrusive (les Montérégiennes).extrusiveintrusive

8 Harry Hesse -1962Harry Hesse – Confirmation en 1972 Comme soldat et géologue, durant la guerre du Pacifique, Hesse découvre sur les cartes bathymétriques le relief du fond des océans. Il propose la théorie de du «tapis roulant». En 1972 on fore dans les zones profondes pour dater lâge des couches ignées océaniques. Celles près des dorsales sont beaucoup plus jeunes que celles qui en sont éloignées.

9 MécanismesMécanismes de déplacement Le moteur est constitué par l'action combinée de la gravité terrestre et des grandes cellules de convection dans le manteau résultant du flux de chaleur qui va du centre vers l'extérieur de la terre, un flux de chaleur qui est relié à la décomposition des éléments radioactifs contenus dans les minéraux constitutifs du manteau.moteur

10 Âge des roches Âge des roches - NOAANOAA

11 ÉvolutionÉvolution terrestre VidéoVidéo : Déplacement des continents

12 Temps géologiques NASA Lire de gauche à droite

13 Paléozoïque 540 Ma à 240 Ma Miguasha Tropiques au Québec En Beauce on découvre des oasis sous les vents chauds – Lavoie Denis Commission géologique du Canada.Lavoie Denis À Miguasha les fossiles montrent des poissons à poumons qui sont en partie terrestre car lancienne mer est devenu une zone boueuse. Cette zone est en-dessous de léquateur, et chaude.Cette zone est en-dessous de léquateur, et chaude.

14 Formation de locéan Atlantique 200MaFormation de locéan Atlantique 200Ma à maintenant Les continents se séparent sous limpulsion des crêtes océaniques; Formation de locéan Atlantique; Les continents changent leur orientation géographique; LAmérique du Nord se déplace: – dabord en direction Nord-Ouest; – ensuite en direction franc Ouest. Pour actionner lanimation: déplacer la souris du coin en haut à gauche vers le coin bas à droite

15 Miguasha Miguasha Dévonien Au Carbonifère, il y a 300 Ma, que lEuramerica et le Gondwana étaient complètement regroupés pour former un unique méga continent, la Pangée. Celle-ci sera par la suite à nouveau morcelée, laissant place à lAtlantique. La chaîne de montagnes de lEuramerica sera scindée par cet événement et dispersée de part et dautre de locéan. Ces montagnes, on les appelle aujourdhui Appalaches.

16 Du poisson au tétrapodes

17 Côté atlantique Côté atlantique -Nord Au Québec, le Dévonien, le Silurien, le Carbonifère, le Trias, le Jurassique ( de 395 à 150Ma) ne sont quasiment pas présents – Les glaciers les ont érodés. Sauf pour le site de Miguasha où un lambeau de Dévonien a été conservé. Cest le début de louverture de locéan et on y trouve des poissons très anciens. Sur lîle Ste-Hélène…sous le resto Hélène de Champlain….on y voyait des brèches dexplosion. À la fin du Carbonifère, il y a 300 Ma, lEuramerica et le Gondwana sont complètement regroupés pour former un unique méga continent, la Pangée. Celle-ci sera par la suite à nouveau morcelée, laissant place à lAtlantique. La chaîne de montagnes de lEuramerica sera scindée par cet événement et dispersée de part et dautre de locéan.

18 Pangée – 250Ma

19 A du N – Europe – Afrique du Nord Ces montagnes, on les appelle aujourdhui Appalaches en Amérique du Nord, de lAlabama à lîle de Terre-Neuve, Calédoniennes sur les îles britanniques avec les Highlands dÉcosse, et Scandes en Norvège et en Suède. On les trouve aussi sur la bordure est du Groenland et les Mauritanides de louest du continent africain leur sont aussi associées. Au Dévonien, les Appalaches poursuivent leur ascension. Elles ont dû atteindre des élévations beaucoup plus grandes avec des sommets plus escarpés quaujourdhui. Des millions dannées dérosion plus tard, au cœur de la Gaspésie, elles affichent leurs rondeurs vallonnées en une véritable mer de montagnes. Les roches des Appalaches sont en général plus anciennes que le Dévonien: Ordoviciennes. Voir plus de détails : forme.appalaches.htmlhttp://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s5/5.3.plate- forme.appalaches.html

20 AppalachesAppalaches et vallée du St-Laurent Le fond marin compressé à la formation des Appalaches conserve une zone en lentille qui forme les roches calcaires de la vallée du St-Laurent. Ces forces ont fait glisser la masse des Appalaches par le jeu de la faille Logan qui est à la base de la vallée du le St-Laurent. Une série de failles sous-jacentes sont recouvertes par les calcaires.

21 Continents du futur

22 Échelle de temps et Histoire de la terre

23 ÉvènementHorlogeÂge Terre24 h4,6 Ga Vie20 h 16 min3,8 Ga Êtres complexes 2 h 56 min550 Ma Vertébrés2 h 40 min500 Ma Vie aérienne1 h 52 min350 Ma Pangée1h 20 min250 Ma Trilobites1 h 18 min245 Ma Dinosaures21 min65 Ma Himalaya8 min26 Ma Homme45 sec7Ma Ga = milliard dannées Ma = million dannées Unité = heure

24 2,5 milliards 2,5 milliards d'années dans le grand canyon – bibliothèque du le temps Intrusives, métamorphiques et sédimentaires

25

26 Plus vieil organisme vivantorganisme vivant Le stromatolithe est reconnu comme le plus vieil organisme de type microbien qui sécrétant un mucus agglomère des poussières de roche et structure ces sortes de colonnes. Stromatolithes actuels.Stromatolithes actuels.

27 La plus vieille roche analyséeplus vieille roche Découvert en 2008 dans le Nord-du- Québec, à une trentaine de kilomètres du village inuit d'Inukjuak, le minéral est âgé de 4,28 milliards d'années - ce qui place sa formation très peu de temps, toutes proportions gardées, après celle de la Terre, il y a 4,56 milliards d'années. (Précambrien) C'est à un géochronologue de l'Université du Québec à Montréal (UQAM), Jean David, que l'on doit la découverte de ce «gisement» de roches extrêmement anciennes, en À l'époque, la datation indiquait 3,8 milliards d'années, mais un doctorant de McGill, Jonathan O'Neil, a ensuite trouvé un endroit encore plus ancien. Certains chercheurs pensent même que la précipitation de magnétique pourrait être provoquée par des bactéries. Si c'était le cas, ces roches montreraient les plus anciennes traces de la vie sur Terre, mais les chercheurs n'ont pas encore de preuves tangibles. provoquée par des bactéries

28 PROCESSUS DE SURFACE – ÉROSION PAR GLACIATION

29 3 évènements principaux pour le Québec Pangée et orogénèse appalachienne; formation de lAtlantique-Nord; Glaciation. Évènements pour lOuest du Canada Mer intérieur Carbonifère; Formation des chaines de montagnes de lOuest.

30 Processus

31

32 Zone de subduction Aux limites des plaques, une plaque descend sous celle quelle rencontre; il y une direction connue. Il y a 2 possibilités : extrusion (volcans) ou intrusion (zone restant sous terre) de roche en fusion.extrusionintrusion De là, les géologues (pétrologie) peuvent déduire des roches actuelles, leur origine pétrologique. Était-ce un volcan ou une masse en fusion restée sous terre (Montérégiennes).

33 La séquence dévènements est une suite forméeLa séquence dévènements est une suite formée de: Arrivé de magma et/ou formation de volcans; Orogénèse ou formation de montagnes; Érosion – la glaciation en est un mécanisme; Transgression marine – érosion; Subsidence; Métamorphisme; Plissements; Plissement de formation de failles; La géologie en structurale étudie ces phénomènes. Séquence dévènements géologiques entre lOrdovicien, le Silurien, le Dévonien, et le Carbonifère – à 230 Ma

34

35

36 Âges relatifs Sédimentaires en lits Intrusives A Intrusive B

37 Le mode glaciaire Le mode glaciaire = érosion Épaississement par apport de neige; 3 km dépais au maximum??? = poids; Moins deau dans les mers = baisse des niveaux et remontée des niveaux (transgression marine) = détection des berges anciennes; Mouvement tectonique = jeu vertical des masse rocheuses = failles importantes aux limites des plaques (isostasie); Enfoncement sous le poids et relèvement à la fonte (subsidence); Sous le poids déplacement latérale des langues glaciaires = stries dans la roches résiduelle; Apparition et disparition despèces (marines vs terrestres ou marines vs eaux saumâtres).

38 Linclinaison de la terre actuelle détermine une zone de gel permanent en fonction de langle des radiations solaires. Or lors des épisodes glaciaires répertoriées, linclinaison a pu changée, lobscurcissement de latmosphère a probablement joué un rôle, la présence de CO2 aussi. Lemplacement des continents et la position des pôles a changée aussi. Mais la distribution du rayonnement solaire y a contribuée. Pourquoi du gelPourquoi du gel?

39 Réflexion – absorption Réflexion – absorption dénergie

40 Périodes glaciaires - Wikipédia Les évidences actuelles des glaciations Les oscillations périodiques de l'orbite de la Terre (cf. les paramètres de Milanković, paramètres astronomiques);orbiteparamètres de Milanković Associées à des variations hypothétiques et périodiques dans le rayonnement solaire (11ans); Variations de CO2; Les effets d'un déplacement d'importantes masses continentales vers les régions polaires (paramètres tectoniques); tectoniques Variation des températures mesurée par les coquillages.

41 Comparaison de lactivité solaire et des périodes glaciaires Fluctuations de lactivité solaire Le maximum médiéval correspond à linstallation des Viking au Groënland de 984 à 1300 et 1400 – qui signifie Terre verteViking au Groënland de 984 à 1300 et 1400

42 7 périodes glaciaires reconnues7 périodes glaciaires reconnues entre et ans - Wikipédia

43 IsotopesIsotopes - 16 O vs 18 O L'isotope 18 de l'oxygène ( 18 O) est moins importante dans les eaux océaniques proches des pôles que dans celles proches de l'équateur. Concentration dans les calcaires.isotope 18 de l'oxygène Cet isotope est plus lourd que l'isotope 16 O ; Évaporation plus difficile; Condensation plutôt facile; Condensation = une migration importante vers les pôles. Moins il y a d'isotope 18 O = baisse de température moment de la formation de la glace. Augmentation de l'isotope 18 O dans une carotte benthique tropicale = un refroidissement global (diminution de la température marine et accumulation de glace aux pôles) [11]. Car le rapport de O18/O16 est plus faible dans la glace que dans la vapeur. [] Les sédiments des fonds océaniques et les glaces accumulées aux pôles ou au Groenland ont gardé en mémoire les variations des concentrations des isotopes de l'oxygène au cours du temps. Glace formée il y a ans conserve les isotopes lors de sa formation doù connaissance du paléoclimat par 18 O de l'atmosphère de cette époque. Selon la concentration, on peut donc reconstituer les fluctuations des températures globales au cours du temps sur de longues périodes et définir ainsi les stades isotopiques de l'oxygène.stades isotopiques de l'oxygène

44 Traces glaciaires servent aussi de mémoire climatologique Paysages; Mesures isotopiques de leau (O16/O18) = paléoclimat; Mesures des isotopiques (C14) de coquillage = âge; Présences de coquillage marins ou deau saumâtre ou deau douce = environnement ; La stratigraphie des dépôts sédimentaires basée sur la préséance= épisodes marine, glaciaire, lacustre; La suite logique et normale ou les dépôts inversés = épisodes de transgression, régression, oscillation des niveaux… – Dépôt normaux = grossiers en dessous on dit granoclassés; – Dépôts inversés = grossiers au-dessus; – Dépôts en lentilles, en chenaux, en rubans, des varves etc…

45 DernièreDernière glaciation à 7000 ans Daprès Hannes GrobeDaprès Hannes Grobe 23:06, 21 July 2006 (UTC), Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, Bremerhaven, Germany, translated by Sting Sting

46 Structures typiques du retrait des Islandis Eskers; Deltas; Falaise dablation; Boulders – blocs erratiques; Stries davancement; Tills; Drumlins; Débris arrondis ou anguleux, allongés, en fer à repassé etc.

47 Définitions -Wikipedia Till : accumulation de débris de roches qui sont entrainés puis abandonnés par les glaciers. Il y a till de fond et tills dablation = débris transportés dans et sur le glacier; Till moraines glaciaires : moraines glaciaires Esker : buttes allongées qui se forment sous la glace; Esker Bloc erratique (boulder): bloc de roc apporté par le glacier en général de nature différente des roches en place – indique le déplacement maximum du glacier; Kame: sable et gravier (fluvio-glaciaire) déposés sur le glacier dans une dépression; Kettle: petits bassins remplis deau en aval du glacier; Drumlins: collines en forme de dos de baleine déposés pendant une stagnation du mouvement du glacier. Daprès : André Robitaille et Michel Allard, Guide pratique d'identification des dépôts de surface au Québec, Sainte-Foy, Les Publications du Québec, 1996, 109 p. (ISBN ), p. 100ISBN

48 «Bibliothèque» des activités anciennes Les montagnes sont érodées et fournissent des résidus; Ces rejets sont éparpillés par leau des glaciers des mers, des torrents des mers – éboulements – fonds marins – les chenaux… Ils sont déplacés par le vents en millieu aride - les sables crées des dunes ; Asséchées les argiles montrent des fissures de dessiccation, des traces de gouttes deau, ou gardent en périodes semi-marécageuses, des traces de pas danimaux.

49 StructuresStructures - Wikipédia

50 Direction des glaciers La forme des éléments nous indique la direction dans laquelle avançait le glacier Drumlins : dos de baleine; Drumlins Stries glaciaires : Bernier-Occhietti Stries glaciaires Montagne et falaises: mont-St-Hilaire; Les falaises des Hautes Gorges - La Malbaie : Le dernier Glaciaire (environ à ans) est nommé glaciation de Würm dans les Alpes, Weichsel en Europe du Nord et Wisconsin en Amérique du Nordglaciation de WürmWeichselWisconsin

51 Stries – Deschaillons Vallée glaciaire des Hautes gorges Vallée glaciaire

52 DébrisDébris glaciaires Quaternary Research Volume 26, Issue 1Quaternary Research Volume 26, Issue 1, July 1986, Pages 3-26 Sarthein, M. Stremme, H.E Magini, A. 1986

53 Activité Activité de la glace The National Snow and Ice Data Center - Colorado Buttes gazonnées : thufurButtes gazonnées : thufur. Thufur se forment sous le gel et dégel. Iceland. Credit: Reinhold Richter Rivière de bloque et de piérraille mélangés avec des la glace : glacier pierreux, plus de pierres que de glace. glacier Northwest Territories, Canada. Credit: NSIDC patterned groundpatterned ground sZones de gel et dégel formant des lacs. Alaskas Arctic National Wildlife Refuge. Credit: U.S. Fish and Wildlife Service

54 Vue du parc olympique

55 Harricana – coupe stratigraphique Martin Roy, Martin Roy, Divex, 2007 Écrasement du tronc darbre par la pression de la glace – épinette noire – riv. Nottaway dans une séquence non glaciaire à la base. – Datation

56 Marques de courant Dues à l'action de la houle sur une plage : elles sont dans ce cas symétriques, ce sont des rides d'oscillation. Ou à l'action d'un courant sur le fond de l'eau (en pleine mer ou en bord de mer) : elles sont asymétriques, ce sont des rides de courant.

57 MarquesMarques de gouttes deau Millieu sec qui reçoit une forte pluie laquelle reste en place assez longtemps pour garder ces empreintes mais qui est suivi dun recouvrement de boue qui scelle cette surface. Donc informations Climatiques.

58 Courants marins L'océan couvre 71 % de la surface de la Terre (soit près de 361 millions de km 2 ) se qui représente 1,322 milliard de km 3 d'eau ! Le premier courant océanique horizontale, est dû aux vents comme les Alizés, Cinquantièmes Hurlants... et à la rotation de la Terre.les Alizés La deuxième circulation, ce sont les courants qui plongent vers les profondeurs pour remonter vers la surface des océans. Les causes: – différences de températures (l'eau froide est plus dense que l'eau chaude) – et/ou de salinité (l'eau salée est plus dense que l'eau douce) entre les différentes couches de l'océan, entrent en jeux dans leurs mouvements.de salinité Quand la circulation horizontale amène de l'eau dense au-dessus d'une couche qui l'est moins, l'eau de surface plonge alors vers les profondeurs et met en mouvement une circulation "verticale" comme c'est le cas dans l'Atlantique nord.

59 Circulation thermoclinethermocline

60 Circulation thermohalinethermohaline 1.Le Gulf Stream (et sa prolongation, la dérive d'Atlantique nord) apportent de l'eau chaude et salée au nord-est de l'Atlantique, en chauffant l'Europe de l'ouest. 2.L'eau se refroidit, se mélange à de l'eau froide venant de l'océan arctique, et devient si dense qu'elle descend, au sud et à l'est du Groenland. 3.Si on va plus loin, on voit que ce courant fait partie d'un plus grand système, en reliant l'Atlantique nord l'Océan atlantique tropical l'Océan atlantique du sud les océans pacifiques indiens et l'océan méridional. Davantage de descente de l'eau dense se produit près de l'Antarctique. 8.Si nous regardons au-dessous de la surface, on trouve deux régions avec d'importantes descentes (Sinking) s'étendant sous la surface de l'océan affectant les océans de presque toute la Terre à une profondeur de 1000 m et en-dessous L'eau froide et dense graduellement chauffée, revient à la surface des océans. 11.Cette circulation en boucle fermée, est nommée la circulation de la thermohaline.

61 Circulation thermohaline

62 ClimatClimat et glace – Circulation thermocline + thermohaline 1.Avancée dune couche de glace au dessus de locéan 2.Vêlage dun iceberg 3.Rétablissement de la température et de la salinité après fonte de liceberg

63 Enhanced sea-ice export from the Arctic during the Younger Dryas Article qui paraît Article qui paraît sur le site de recherche scientifique Nature Communications. Phase d'évacuation majeure de la glace de mer de l'Océan Arctique vers l'Atlantique Nord, susceptible d'expliquer l'extension du front polaire vers le sud et le ralentissement de la circulation océanique de l'Atlantique Nord, et donc le coup de froid important subi en particulier en Europe de l'Ouest. Cette réactivation de la production de glace de l'Arctique dans la mer de Beaufort, puis son évacuation à travers l'Arctique central, aurait été liée au drainage d'un lac glaciaire, le long du corridor de la rivière Mackenzie. Rôle important de l'Océan Arctique dans le système climat- océan des hautes latitudes de l'Hémisphère Nord. Il met aussi en relief le fait que l'impact d'un apport d'eau douce accru sur la circulation dans l'Atlantique Nord

64 HISTOIRE DES LA DERNIÈRE GLACIATION – QUÉBEC- EUROPE

65 Durée : 4,6 milliards à récent à ans Au Québec les prélèvements couvrent une grande gamme de temps: Le début des continents : 4,6 milliards dannées (Précambrien); Glaciations multiples; Déplacements de continents; Création de mers ; Le plus jeune évènement géologique : dernière glaciation entre et 110 milles ans. Fonte de la glace entre années – la plaine du St-Laurent, lérosion des Montérégiennes, la mer de Champlain, les chûtes Niagara, le lac St-Jean et finalement larchipel de Montréal; Conséquences de ces évènements: le sens de lécoulement des fleuves et rivières, formation des reliefs quon observe chaque jour: – côtes Sherbrooke, Rosemont, Côteau-Rouge (Ste-Foy) à Longueuil et autres …..jusquaux zones enrochées. – Émergence des Montérégiennes – Mont-Royal compris.

66 Topographie

67 ESSAIS DE RECONSTITUTION PALÉOGÉOGRAPHIQUE de la vallée du St-Laurent pendant les phases précoces et intermédiaires du niveau Fort-Ann du lac glaciaire Vermon et du début du lac Candora. Progression de la mer de Goldthwait Eau salée Eau de fonte

68 Eau salée

69 DéplacementDéplacement du glacier

70 Sédiments marins à 125 m au-dessus du niveau marinà 125 m Un dépôt marin datant d'il y a ans se retrouve actuellement sur une terrasse à 125 m au- dessus du niveau de la mer (courbe de Lortie et Guilbault, 1984), on déduit qu'il y a eu une émersion de 125 m durant les derniers ans. Si des dépôts marins vieux de ans se trouvent présentement à une altitude de 20 m (courbe de Dionne, 1988), on en déduit que durant la période entre et ans, il y a eu une émersion de = 105 m.

71 Déplacement vertical différentiel

72 Geological Survey Geological Survey Histoire de la déglaciation du bassin de la mer de Champlain et ses implications pour lurbanisation – 2011 (anglais)

73 Daprès MacPherson 1967 In: Pagé, P. Fig p 370 Mer de Champlain ans

74 CoupeCoupe - Des Grands Lacs de la Voie maritime du St-Laurent – au golfe - Résultat

75 ÉclusesÉcluses - Grands-Lacs et St-Laurent


Télécharger ppt "Lithosphère - partie B Évolution terrestre- échelle de temps Processus et interfaces (terre-eau-air) Denise Fontaine – département des sciences de la Terre."

Présentations similaires


Annonces Google