Chap 7 - georepere
publicité
LES AGENTS D’EROSION ET FORMES DE RELIEF 15 août 2014 Chap. 7 1 EROSION ET MODELE EN MILIEUX EQUATORIAL ET TROPICAL - Définir : modelé - Distinguer le milieu équatorial du climat tropical - Décrire les modalités de l’érosion en milieux équatorial et tropical - Présenter les formes de relief issues de cette érosion. INTRODUCTION Le domaine tropical n’est pas uniforme. En effet, en ce qui concerne la climatologie, il existe à l'intérieur du monde tropical un clivage1 assez net entre des régions sans saisons, tant sur le plan thermique que sur le plan pluviométrique, et des régions où l'on observe une opposition entre une saison sèche et une saison pluvieuse. Les premières sont proches de l'équateur et sont appelées milieu équatorial. C'est aux secondes que l'on tend à réserver l'expression de milieux tropicaux. Dans l’un et l’autre milieu, les conditions climatiques définissent des modalités particulières d’érosion et des modelés correspondants (en géologie, un modelé est l’aspect que l’érosion donne au relief ; un ensemble des figures de la surface topographique expliquées par l’action de l’érosion et indépendamment des structures des roches, ce qui différencie le modelé du relief structural). I- ÉROSION ET MODELES EN MILIEUX FORESTIERS La permanence de la chaleur et de l’humidité abondante font du milieu équatorial un milieu de forêt dense. Dans ce milieu, le processus d’érosion est original ainsi que le modelé y afférent2. A- Processus d'érosion en milieu équatorial L'érosion en milieux forestiers doit son originalité à la permanence de la chaleur et de l'humidité. En premier lieu, cette permanence assure, dans l'attaque des roches, la prépondérance absolue de l'altération biochimique sur les actions mécaniques. L'eau en est l'agent essentiel, renforcé par le dioxyde de carbone de l'atmosphère et par les acides humiques issus de la décomposition rapide de la matière organique fournie en abondance par la puissante couverture forestière. 1- L’altération des roches En milieu tropical, les hautes températures provoquent la déshydratation et la précipitation3 des oxydes4. 1 2 Distinction entre catégories Qui se rattache (à quelque chose). Correspondant. LES AGENTS D’EROSION ET FORMES DE RELIEF 2 15 août 2014 Lorsque les pluies sont très abondantes (entre les tropiques), un mécanisme supplémentaire conduit à la formation de la latérite5. Normalement, l’humus assure la cohésion du sol : il s’agglomère en effet avec l’argile et les sels minéraux (sels de fer, de calcium…) pour constituer de gros grumeaux que la pluie n’entraine pas. Entre les deux tropiques, grâce à la chaleur, l’activité des bactéries est telle que l’humus se forme en abondance ; mais il est immédiatement détruit par d’autres bactéries qui sont aussi favorisées par la chaleur. Avec l’humus, disparait le ciment qui assurait le maintien en place des éléments utiles du sol : argile et sels minéraux. L’argile6 libérée est alors décomposée à son tour en ses deux éléments : l’alumine et la silice (l’argile est un silicate d’alumine hydraté). La silice est facilement entrainée par les pluies, ainsi que tous les sels minéraux nutritifs : on dit que le sol est lessivé. L’alumine libre se combine alors avec les oxydes de fer pour former la latérite7, sol rouge parfaitement stérile parce qu’il ne contient plus aucun élément nourricier. Dans les régions équatoriales aux pluies presque permanentes, la couche supérieure de la latérite est lessivée : elle prend l’aspect d’un sol beige en surface. 2- Le transport des altérites8 En milieu équatorial, la forêt, avec son dense réseau de racines qui courent à fleur de sol, constitue une protection efficace contre l'ablation9. Néanmoins, on assiste ici et là à des actions de mobilisation des altérites meubles. Les agents de déplacement des altérites La reptation10 (creeping) qui consiste en déplacements imperceptibles des particules superficielles, causés par des ruptures d'équilibre dues à des impacts des gouttes d'eau ou aux activités des animaux fouisseurs (vers, insectes, par exemple). Le ruissellement hypodermique. Ici, l'évacuation des éléments solubles et des colloïdes11 se fait par le ruissellement hypodermique, qui se produit en subsurface le long des versants et alimente les marigots par les sourcins. Le ruissellement de surface. Le rôle du ruissellement superficiel paraît plus négligeable, qu'il s'exerce selon les multiples filets anastomosés12 et instables du rillwash, ou sous la forme des films d'eau du sheetwash. Diverses circonstances semblent de nature à favoriser son 3 Formation dans un liquide d’un corps insoluble qui se dépose au fond du récipient. Composés chimiques constitués d’oxygène associé à un élément ou un radical. Exemple : l’oxyde de plomb. 5 En géologie roche rouge ou brune constituée d'hydroxydes d'aluminium et de fer, recouvrant de croûtes stériles la surface des sols tropicaux 6 Dans les bas-fonds marécageux dominent les argiles du type montmorillonite (bisiallitisation), alors que celles du type kaolinite se forment sur les versants (kaolinisation ou monosiallitisation). 7 On doit le nom de latérite (du latin later, « brique »), primitivement choisi pour dénommer ce type de formation superficielle, à cette teinte rouge caractéristique. 8 Roche résultant de la modification physique, chimique ou biologique d'une autre roche 9 Perte de matériau subi par un relief. 10 Mouvement lent des sols selon la pente 11 Substance semblable à de la colle ou à de la gélatine et qui ne cristallise pas Système dans lequel des particules très petites sont en suspension dans un fluide. 12 Réunis bout à bout 4 LES AGENTS D’EROSION ET FORMES DE RELIEF 3 15 août 2014 apparition sur les versants. D'abord, la fréquence et l'abondance des pluies provoquent un engorgement rapide des sols, tandis que la médiocrité de la strate herbacée de la grande forêt pluviale facilite son action. Les facteurs et modes de transport Il arrive que malgré l'imposante draperie forestière, l’état de biostasie13 ne soit pas respecté du fait de la raideur de versants montagnards, ou d'un raidissement14 lié à l'affouillement15 des crues des grandes rivières. Alors se déclenchent des mouvements de masse souvent spectaculaires, en raison de la nature argileuse des altérites, comme de l'abondance de l'eau : Dans les altérites relativement minces, la netteté du contact avec la roche saine favorise les glissements16 en planche de pans entiers de versants. Bien souvent, l'existence de nappes d'eau le long du contact avec la roche mère ou le soutirage17 exercé à la base par une rivière facilitent la descente. Quand le manteau d'altérite est très épais, une solifluxion18 se produit dans la masse même, engendrant des niches d'arrachement (zone de slumping). Dans ce cas, la masse déplacée s'accumule à l'aval en bourrelets19 chaotiques20. B- Le modelé en milieu équatorial La reptation et le ruissellement introduisent une certaine diversité sur les versants du milieu équatorial. Mais, les modelés observés ici varient avant tout en fonction de la nature plus ou moins argileuse ou sableuse des altérites fournies par des roches mères différentes. Très souvent, la prédominance des convexités21 signale la prédominance de la reptation. Dans les épaisses altérites dérivant de la pourriture de noyaux de granite ou de gneiss se manifestent des modelés peu fréquents en « demi-oranges » (meias laranjas, expression brésilienne pour désigner ces collines quasi hémisphériques). Ils confèrent aux basses plaines disséquées l'aspect d'un moutonnement22 de collines forestières, séparées par un dédale23 de vallons24 parfois élargis en cuvettes25 marécageuses. L'insignifiance de la concavité et du colluvionnement26, à leur base, traduit la faiblesse du ruissellement par rapport aux infiltrations trahies par la fréquence des suintements et des sourcins. 13 Phase de stabilité dans l’évolution du relief, où l’absence d’érosion est liée à une couverture végétale continue. Action de rendre raide. 15 Ravinement d’un terrain meuble sous l’action de l’eau. 16 Déplacement d'une masse de roches ou de sédiments selon une surface de rupture 17 Transvasement d'un récipient vers un autre dans le but d'éliminer les dépôts (d'un liquide ou d'un gaz) 18 Glissement en masse, sur un versant, de la partie superficielle du sol gorgée d’eau, qui se produit surtout dans les régions froides lors du dégel. Glissement de terrain peu rapide, dans lequel les terrains gorgés d’eau, à partir d’une niche de solifluxion, s’écoulent telle une masse boueuse. 19 Partie saillante, arrondie, longeant ou faisant le tour de qch. 20 Qui tient du chaos : amas de blocs qui se constitue dans certains types de roches (grès, granité) sous l’action de l’érosion. 21 Arrondi régulier vers l'extérieur 22 Ondulation dont l'aspect fait penser à la toison des moutons Exemple : le moutonnement des collines 23 Ensemble d'éléments complexes et désordonnés [Remarque d'usage: souvent péjoratif] Synonyme: enchevêtrement 24 Petite vallée 25 Dépression du sol en forme d'entonnoir et sans écoulement 26 Colluvion : dépôt résultant d’un transport à faible distance de produits d’érosion sur un versant. 14 LES AGENTS D’EROSION ET FORMES DE RELIEF 4 15 août 2014 Dans les altérites très argileuses et compactes fournies par les schistes et les micaschistes le ruissellement, relativement plus actif, même sous une forme concentrée, développe alors la concavité27 des profils aux dépens de la convexité sommitale. Les longs versants des montagnes en matériel cristallin (serra do Mar, Brésil) sont accidentés par les coupoles, les dômes28 ou les pitons29 rocheux et qui dominent les plaines matelassées30 par les altérites. On sait maintenant que ces reliefs dénudés, aux versants lisses et abrupts, correspondent à des formes structurales dégagées par l'érosion différentielle dans des plates-formes granito-gneissiques, bien avant notre époque et selon des modalités différentes. Ces « pains de sucre » (Brésil) ou ces « mornes » (Antilles) évoluent, désormais, en fonction d'une exfoliation qui détache les épaisses lames rocheuses définies par un réseau de diaclases courbes . Enfin, dans les karsts tropicaux (Chine du Sud, Cuba, Jamaïque), on trouve des dolines31 en cônes (cockpits) et surtout par des « hums » en quilles (kegelkarst), en tourelles (turmkarst) ou en meules de foin (mogotes de Cuba), disséminés dans les vastes plaines constituées par les poljés32. L'abondance de l'eau et l'agressivité que lui confère la présence d'une puissante couverture végétale expliquent l'efficacité de la dissolution des calcaires et la primauté de son action latérale. Érosion calcaire : les dolines karstiques Tirant son nom d'une région de Slovénie orientale, le karst est une zone de plateaux calcaires, au relief marqué par une forte érosion chimique provoquée par les eaux qui s'infiltrent dans la roche poreuse. Les dolines, fissures coniques entourées d'escarpements, sont ainsi orientées dans le sens de la plus grande pente. Le karst est très riche en galeries et grottes souterraines (grottes karstiques), sites privilégiés d'expéditions spéléologiques. Donadoni/Bruce Coleman, Inc. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés. 27 Zone ou partie en creux (de quelque chose) Synonyme: cavité Sommet montagneux, parfois volcanique de forme arrondie Exemple : le Puy de Dôme. 29 Sommet de montagne pointu et isolé Synonyme: pic 30 Doublé 31 Dépression conique fermée des sols calcaires, de forme plus ou moins circulaire. Petite dépression fermée, circulaire ou elliptique, que l’on trouve dans les régions karstiques. 32 Ce sont les dépressions les plus grandes. 28 LES AGENTS D’EROSION ET FORMES DE RELIEF 5 15 août 2014 Les dolines sont des dépressions plus ou moins arrondies de la surface dans laquelle le calcaire a été dissout par l’eau de pluie, provoquant l’affaissement du sous-sol. Les argiles de décalcification (résidus de la dissolution chimique du calcaire) s’accumulent au fond de ces dolines, retenant l’eau et rendant ces surfaces fertiles et cultivables. Si le fond de la doline continue à se creuser, on peut avoir formation d’un gouffre ou aven. Lorsque plusieurs dolines se réunissent, on parle d'ouvala. Les avens sont des gouffres caractéristiques des régions karstiques. Ils sont le plus souvent formés par l’effondrement de la voûte d’une cavité souterraine au cours de la dissolution du calcaire. Un aven communique généralement avec une grotte souterraine et tout un réseau de galeries. Les formes aériennes (exokarst) comprennent les canyon et avens, résultant de l'effondrement du toit de galeries et de salles proches de la surface, les dolines, dépressions circulaires où s'infiltrent les eaux de surface, les ouvalas, résultant de la coalescence de plusieurs dolines, les poljés, plaines karstiques endoréiques où s'observent des reliefs résiduels ou mogotes. Dolines (flèches), Pic du Midi, Pyrénées LES AGENTS D’EROSION ET FORMES DE RELIEF 15 août 2014 6 Mogotes (calcaire dévonien) près de Yangshuo, Guangxi, Chine. II- EROSION ET MODELE EN MILIEU TROPICAL A- Les modalités de l’érosion 1- L’altération En milieu tropical, la chaleur abondante et permanente favorise les bactéries qui détruisent l’humus. Avec l’humus, disparait le ciment qui assurait le maintien en place des éléments utiles du sol : argile et sels minéraux. L’argile33 libérée est alors décomposée à son tour en ses deux éléments : l’alumine et la silice (l’argile est un silicate d’alumine hydraté). La silice est facilement entrainée par les pluies, ainsi que tous les sels minéraux nutritifs. Dans les régions à longue saison sèche, les sels de fer entraînés en profondeur pendant la saison des pluies remontent par capillarité34 vers la surface lors de la saison sèche. Leur concentration croissante vers la surface aboutit à une précipitation des sels que les solutions salines véhiculent35. Ces sels viennent s’agréger36 en une cuirasse37 latéritique, à l’aspect de mâchefer38 absolument imperméable, très dure et infertile. Cependant, la topographie introduit une différenciation importante dans les modalités du phénomène. Sur les surfaces planes, l'enrichissement en hydroxydes provient, en réalité, d'une élimination progressive de la silice. On a donc affaire à l'élaboration d'une formation résiduelle par accumulation relative (formation authigène). Dans les bas-fonds vers lesquels convergent les eaux de ruissellement 33 Dans les bas-fonds marécageux dominent les argiles du type montmorillonite (bisiallitisation), alors que celles du type kaolinite se forment sur les versants (kaolinisation ou monosiallitisation). 34 Phénomène par lequel un liquide se trouve comme aspiré au contact d'un solide doté de tubes très fins Exemple : une ascension par capillarité Ce phénomène est notamment visible dans les tubes capillaires (du latin capillus, qui signifie « cheveu »), c'està-dire dans les tubes de très faible diamètre. 35 De cette façon se constitue un horizon B, par fixation des hydroxydes de fer et d'aluminium, sous la forme de concrétions progressivement soudées au rythme du comblement des vides intermédiaires. 36 Se joindre pour s'incorporer ou s'associer 37 Formation superficielle épaisse et très dure présente dans les sols des régions tropicales sèches. 38 1. résidu solide résultant de la combustion des déchets Exemple : des mâchefers résultant de l'incinération des ordures ménagères 2. résidu solide résultant de la combustion de la houille Exemple : des pistes de course à pied en mâchefer LES AGENTS D’EROSION ET FORMES DE RELIEF 7 15 août 2014 et de lessivage, chargées en produits solubles, la précipitation39, qui s'opère au niveau des engorgements saisonniers, réalise, au contraire, une accumulation absolue (formation allogène). Dans tous les cas, l'induration40, en carapace brisable à la main ou en cuirasse seulement attaquable au pic, résulte des effets de la simple insolation après décapage de l'horizon A. L’existence d'une saison sèche entraîne donc la formation de sols le plus souvent ferrugineux41 2- Le transport par ruissellement En milieu tropical, le fait dominant est la place prise par le ruissellement, diffus ou concentré selon les cas. Il faut y voir la conséquence de l'extension d'affleurements rocheux, moins susceptibles d'éponger les eaux de pluie que d'épaisses altérites, et du développement des phénomènes de cuirassement, dont le rôle, à ce point de vue, est comparable. Toutefois, son efficacité apparaît étroitement limitée dans le temps. Car la croissance rapide du dense couvert de graminées de la savane finit par entraver son action, sinon même son épanouissement. En définitive, le ruissellement n'a d'efficacité que lors des premières averses de la saison pluvieuse, qui frappent un sol dénudé et desséché au cours de la saison sèche. Il peut alors raviner les versants en roches meubles et provoquer des éboulements42 des corniches43 définies par des roches cohérentes, des carapaces ou des cuirasses (lavakas malgaches). Étalé en minces nappes d'inondation aux directions d'écoulement souvent indécises, ruissellement exerce, dans les interfluves44, une action d'ablation aréolaire ou colluvionnement, selon les conditions locales. Il contribue ainsi à l'extension et perfectionnement des aplanissements, avant de se résoudre en chapelets de mares ou rejoindre les rivières. le de au de B- Les modelés Le façonnement des modelés en milieux savaniens reste modeste, lorsque l'érosion n'y est pas dangereusement accélérée par les déprédations humaines. Cependant dans les roches cristallines se trouvant dans les pays de savanes, les pluies saisonnières entraînent l’arène45 formée sur les versants ; elles dégagent le noyau rocheux, qui apparaît au-dessus de la plaine comme une île au milieu de la mer ; d’où le nom d’inselberg46 (insel = île, et berg = montagne, en allemand) donné à ces montagnes aux flancs nus. 39 Formation dans un liquide d’un corps insoluble qui se dépose au fond du récipient. Augmentation de la dureté par cimentation des constituants (d'un sol ou d'une roche) 41 Qui contient des sels de fer 42 Chute libre de blocs à partir de reliefs escarpés 43 Partie de versant montagneux en pente abrupte ou verticale 44 Région située entre deux vallées voisines. 45 Étendue de sable (soutenu) Exemple : une falaise surplombant l'arène 46 Relief (colline ou un petit massif) isolé qui domine énergiquement une plaine ou un plateau subhorizontal. Selon le Dictionnaire de la géographie de Pierre George (1970), il s'agit brièvement, d'un relief résiduel rocheux, escarpé 40 LES AGENTS D’EROSION ET FORMES DE RELIEF 15 août 2014 8 Spitzkoppe, Namibie : inselberg et pédiment Kopje de la province de Masvingo (Fort Victoria), Zimbabwe Baie de Rio de Janeiro, au Brésil, et son ensemble de « pains de sucre », vus depuis la statue du Christ Rédempteur En fait, les désagrégations mécaniques, pourvoyeuses de débris grossiers, demeurent sans prise réelle sur les roches cohérentes. Leurs affleurements apparaissent à peu près figés, comme en témoignent la quasi-absence d'éboulis actuels à la base des versants et, parfois, l'importance des revêtements de vernis anciens. CONCLUSION Si les modalités de l'érosion actuelle différencient nettement les milieux forestiers et savaniens, l'étude de leurs modelés et des formations superficielles associées révèle d'incontestables analogies entre eux. L'intensification des recherches dans le domaine tropical, depuis la Seconde Guerre mondiale, montre effectivement l'importance dans leurs paysages des éléments qui ne sont pas en rapport avec les conditions bioclimatiques présentes. Si ces héritages se manifestent avec le plus d'évidence dans les savanes, en raison de leur moindre dégradation, ils n'en sont pas moins identifiables sous la forêt. SOURCES - « Le modelé » in http://fr.wikipedia.org/wiki/Model%C3%A9 - « Milieu tropical » in http://www.universalis.fr/encyclopedie/milieu-tropical/2geomorphologie/ - « RELIEF KARSTIQUE » in http://www.geowiki.fr/index.php?title=Relief_karstique - “Inselberg” in http://fr.wikipedia.org/wiki/Inselberg
