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DISPARITION DES RELIEFS

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by

Jacques florimont

on 9 March 2015

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Transcript of DISPARITION DES RELIEFS

La disparition des reliefs
1- L'applanissement des chaînes de Montagne
2- L'altération des roches.
3- Transport et dépôt des produits issus de l'érosion.
4- L'intervention de phénomènes tectoniques.
Tempête de sable au large des côtes d'Onslow
(Australie), le 9 janvier 2013
Nuage de sable au large
de l'Afrique
Les massifs anciens (Massif central, Massif armoricain et Vosges sont les vestiges d'anciennes chaînes de montagnes dont les reliefs étaient comparables à ceux d'une chaîne récente ( Alpes, Pyrénées).
Ces différences d'altitudes s'expliquent par la longue érosion subie par les massifs anciens.
Différentes méthodes permettent d'estimer la
vitessse d'érosion
d'une chaîne de montagnes.
Profil topographique et profondeur du Moho
au niveau des Alpes et du Massif central.
Massif central
Alpes
Dans les Alpes centrales, depuis 38Ma, une épaisseur de roche de 24 km aurait été enlevée du dôme Lépontin (Alpes Suisses), avec une augmentation du taux d'érosion depuis 20 Ma.

Au niveau de la chaîne de l'Himalaya, c'est une épaisseur de 20 à 25 km qui a été enlevée depuis 20 Ma.
L'
érosion
correspond à la diminution des reliefs résultant de l'altération et du départ des produits de l'altération.
Les roches subissent une
désagrégation physique
et une
altération chimique
.
Divers agents sont responsables de la désagrégation mécanique des roches et donc d'une modification du relief, les principaux sont
le gel, la glace, les variations de température et les végétaux
.
Pierre calcaire
fracturée par le gel
Racines dans un sol granitique
Moraines glaciaires
Le principal agent de l'altération chimique des roches est l'eau; de nombreux minéraux subissent une
hydrolyse
.
La structure des minéraux( par exemple des feldspaths, des micas, du calcaire) est modifiée avec
formation de nouveaux minéraux et libération d'ions
qui peuvent être lessivés.
Chaos granitique
Granite altéré
Arène granitique
Exemple d'altération: Le mica noir (ou biotite)
A cause de la présence de fer dans sa composition chimique, il va se transformer assez rapidement en hydroxyde de fer et en argile.
Hydrolyse de la biotite :2 K(Fe,Mg)3AlSi3O10(OH)2 (Biotite)+ 17 H2O →Si2O5Al2(OH)4 (Kaolinite)+ 6 FeO(OH) (Limonite/Goethite) + 4 Si(OH)4 +2 K+ + 2 OH-
L'eau est le principal agent de transport
des éléments issus de l'altération des roches.
Les gaz s'échappent (CO2 du calcaire), les ions sont transportés en solution, les particules en suspension.
On définit la
charge sédimentaire
d'un cours d'eau comme l'ensemble des matières en supension et des matières dissoutes qu'il peut transporter.
Rio Magdalena, Colombie
Embouchure du
rio magdalena
Les lahars: Un
lahar
est un mélange de débris et d'eau s'écoulant à vitesse rapide sur un volcan et son piémont.
A la différence d’un cours d’eau classique, un lahar transporte une grosse quantité de sédiments. Cette proportion peut dépasser les 60%, on parle alors de coulée de débris.
Les mécanismes d’écoulement des lahars sont originaux : leur vitesse, leur débit et leur capacité de transport étant très supérieurs à ceux des écoulements fluviatiles. Des blocs de plusieurs tonnes peuvent ainsi flotter à la surface du lahar. L’élément le plus original de ce type d’écoulement est la présence d’un front pierreux, très pauvre en eau, qui se déplace en raclant le fond du chenal tel un bulldozer.
Front d’un lahar du Semeru le 22 janvier 2002. Sa hauteur faisait 4,5 m pour un débit proche de 550 m3/s. La taille des plus gros blocs est de 2 m.
Erosion des
roches calcaires
Les particules issues de l'érosion des roches, transportées par l'eau, finissent par se déposer. Ce phénomène s'appelle la sédimentation.
Le long d'un cours d'eau, les sédiments se déposent en fonction de l'intensité du courant :
La taille des particules déposées diminue donc lorsqu'on se rapproche de embouchure.
Seules les particules les plus fines (argiles) arrivent dans la mer, leur sédimentation se fait sur le fond marin
RHONE
RIO GUADALQUIVIR
Les matériaux transportés rejoignent finalement un bassin océanique où ils se déposent.
On appelle
flux sédimentaire
la quantité de sédiments déposés dans un bassin en fonction du temps.
A partir de l'estimation des flux sédimentaires pour les grands bassins fluviaux de la planète, il est possible d'évaluer approximativement le volume de roches enlevées chaque année aux continents.
Par exemple pour les Alpes, les mesures effectuées pour l'Isère:
le flux annuel de MES (
matière en suspension
) est de 2 Mt/an.
Le flux annuel de MDT (
matière totale dissoute
) est de 1,73 Mt/an. En période de crues, le flux de MES devient prépondérant.
Le bilan de l'érosion pour l'isère est estimé à 350 t.km . an
Cas particulier:
Le vent agent d'érosion et de transport.
A mesure que l'érosion "allège" la chaîne de montagne s'effectue une remontée de la croûte continentale pour rétablir l'équilibre isostatique: On parle de rebond ou
réajustement isostatique
.
Une érosion de 1000m de sédiments de densité 2,7 sera compensée par une remontée de 800 mètres du Moho.
C'est ainsi que dans le Massif armoricain,
des granites âgés
de plus de 35O Ma et
qui se sont formés à des profondeurs allant de 10 à 15km affleurent actuellement.
Ceci permet de comprendre pourquoi une chaîne de montagne reste "jeune" très longtemps:
la baisse d'altitude engendrée par l'érosion est en grande partie compensée par la remontée isostatique.
Des réajustement isostatiques
Selon le principe d'isostasie (rappelons que la lithosphère "flotte" sur l'asthénosphère), l'ablation d'une tranche de matériaux à la surface d'un continent entraîne un rééquilibrage des masses; il y a
remontée de l'ensemble de la lithosphère continentale
.
De cette manière, la croûte continentale s'amincit progressivement; on tend vers la pénéplaine.
Un effondrement gravitaire de la chaîne de montagne.
Vers la fin du processus de convergence, la compression étant très réduite, la chaîne de montagnes a tendance à s'effondrer dans la région centrale par le jeu de nombreuses failles normales.
Ces études conduisent à mettre en évidence un régime tardi-alpin extensif, à grande échelle, dans les zones internes. Cette extension est postérieure à l'épisode compressif, c'est à dire à la mise en place des nappes de charriage, aux plissements dont le dernier s'est développé au cours du Miocène.
Cette extension se poursuit actuellement avec plusieurs failles normales sismiquement actives
. Elle affecte une zone de 400 km de long et de 50 km de large. De part et d'autre cette zone, le champ de contraintes est toujours compressif : à l'est, sous la plaine du Pô, à l'ouest, au front des massifs cristallins externes.
-2
-1
Un modèle hypothétique pour les Alpes:
Fin
Equilibre entre forces tectoniques et forces gravitaires (tendance à l’étalement) ; croûte épaisse, soulèvement et érosion actifs, lithosphère amincie (enfoncement et détachement de la base dans l’asthénosphère ?)
Fin du processus de convergence, compression réduite, étalement gravitaire non contrarié, effondrement, fluage dans la croûte inférieure, amincissement, dislocation dans la croûte supérieure cassante (failles, bassins et fossés d’effondrement)
Un fleuve avec une très forte
charge sédimentaire.
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