CoursSNA3 Géomorphologie [Compatibility Mode] - Géologie-FST

1
1
Section : LFSNA3
11
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Page 222
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Page
3
Chapitre 1 : INTRODUCTION A LA GEODYNAMIQUE
EXTERNE
II. AGENTS DE LA GEODYNAMIQUE EXTERNE
I. DEFINITIONS
III. ALTERATION ET SEDIMENTATION CHIMIQUES
Chapitre 2 : LE PHENOMENE SEDIMENTAIRE
I. GENERALITES
II. FRAGMENTATION ET EVOLUTION MECANIQUE DES ROCHES
IV - EROSION
V. TRANSPORT DES SEDIMENTS
VI. LA SEDIMENTATION ET LES MILIEUX DE SEDIMENTATION
33
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Page 4
I. LES SEDIMENTS
Chapitre III : LES SERIES SEDIMENTAIRES
V. PRINCIPAUX TYPES DE ROCHES SEDIMENTAIRES
IV. MILIEUX DE DEPOT
III. COMPOSITION CHIMIQUE ET MINERALOGIQUE
II. LES ROCHES SEDIMENTAIRES
44
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Page
55
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 6
I. DEFINITIONS
I.1. GÉODYNAMIQUE EXTERNE
I.2. LE CYCLE EROSION – TRANSPORT – SÉDIMENTATION
II. AGENTS DE LA GEODYNAMIQUE EXTERNE
II.1. L’EAU
II.2. LE VENT
II.3. LA TEMPÉRATURE
II.3.a).Chocs thermiques = thermoclastie
II.3.b). Haloclastie = éclatement de la roche lié au sel.
II.3.c). La cryoclastie
II.4. LES ÊTRES VIVANTS
II.5. LES GLACIERS
II.5.a). Les calottes polaires
II.5.b). Les glaciers alpins
II.5.c). L'ajustement isostatique
Chapitre 1 : INTRODUCTION A LA GEODYNAMIQUE
EXTERNE
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Chapitre I - Page

2
7
Chapitre I
INTRODUCTION A LA
GEODYNAMIQUE EXTERNE
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 8
I. DEFINITIONS
I.1. GÉODYNAMIQUE EXTERNE
La dynamique externe de la terre, ou la géodynamique externe,
concerne l'évolution dynamique de la surface de la Planète.
Mme DARRAGI F.
Si les processus d'érosion dominent les continents, ce sont
plutôt les processus de la sédimentation qui prévalent dans les
océans.
Les continents s'aplanissent et tendent vers un niveau de base,
celui des océans.
Les paysages obtenus reflètent la nature, la composition et
l'architecture des formations géologiques.
L'eau, la glace, le vent, sculptent les surfaces continentales.
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Cours de Géomorphologie
Chapitre I - Page
9
Il existe un lien certain entre :
la dynamique reliée à la tectonique des plaques vient souvent
rajeunir les reliefs des continents; la topographie des océans et son
évolution sont aussi tributaires de la tectonique des plaques.
géodynamique interne
et géodynamique externe
On appelle souvent la terre, la planète bleue. Cela n'est pas
étonnant, car comme le montre la coupe ci-dessous, les océans
couvre 71% de la surface de la planète.
Les points extrêmes du relief de la surface de la lithosphère sont : le
mont Everest dans l'Himalaya, le point le plus haut, à 8 848 m, et la
fosse des Mariannes, le point le plus profond dans l'océan, à 11 034
m de profondeur. On a donc un dénivelé total de 20 000 m (20 km).
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 10
Mme DARRAGI F.
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Cours de Géomorphologie
Chapitre I - Page
11
Les couches superficielles de la Planète contiennent les ressources
naturelles minérales essentielles à la survie de l'Homme: eaux
souterraines, combustibles fossiles et gîtes métallifères. Plusieurs de
ces ressources ont comme origine des processus de surface.
I.2. LE CYCLE EROSION – TRANSPORT – SÉDIMENTATION
Rappelons d'abord ce qu'est le "cycle géologique".
Mme DARRAGI F.
Les roches peuvent être classées en trois grands groupes qui sont
les roches métamorphiques.
les roches sédimentaires
les roches ignées ou magmatiques, et
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 12
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page

3
13
Au sein du cycle géologique, les processus sédimentaires
comprennent
Mme DARRAGI F.
Dans le cas des sédiments biogènes et chimiques, résultats de la
précipitation organique et/ou chimique, les constituants sont
amenés au bassin sédimentaire sous la forme d'ions solubles.
Les sédiments détritiques, formés de grains issus de la dégradation
de roches préexistentes, transportés et déposés dans un bassin de
sédimentation, constituent l'illustration la plus évidente de cette
partie du cycle.
et la diagenèse.
le dépôt
le transport,
l'érosion,
l'altération,
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 14
Plus spécifiquement, l'altération est la destruction de roches
ignées, métamorphiques ou sédimentaires par désagrégation
mécanique et décomposition chimique, voire biologique
(gélifraction, insolation, décompression, action des racines, de
l'eau, du vent, etc.).
Mme DARRAGI F.
La lithification est le résultat de processus comme la compaction,
la recristallisation, la cimentation
L'érosion correspond à l'enlèvement de ces produits d'altération
des zones d'altération active et le transport est leur mouvement
vers les zones de dépôt.
L'altération donne naissance à une grande variété de produits:
sols, débris rocheux, ions en solution dans les eaux superficielles.
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page
15
II. AGENTS DE LA GEODYNAMIQUE EXTERNE
II.1. L’EAU
Les planétoïdes, comètes et astéroides qui ont formé la planète
Terre par leur accrétion contenaient toute l’eau de notre planète.
Mme DARRAGI F.
Aussi longtemps que la température terrestre s’est maintenue au-
dessus de 100 °C, cette vapeur fut gardée dans l’atmosphère,
créant un effet de serre important.
Après cette accrétion, qui s'est terminée il y a 4,5 milliards
d’années, la Terre a connu une période intense de dégazage qui a
libéré l’eau sous forme de vapeur par l’intermédiaire des volcans.
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 16
Quand la température est descendue sous les 100 °C, la vapeur
atmosphérique a condensé pour former les océans.
Mme DARRAGI F.
Une faible quantité de vapeur d’eau est demeurée dans
l’atmosphère, suffisamment pour maintenir un certain niveau
d’effet de serre (avec le CO2 venant aussi des volcans) sans
lequel notre planète serait une boule de glace.
On ne sait trop quand ceux-ci sont apparus, mais on a des
évidences de la présence des océans il y a quelques 3,8
Milliard d’années comme en témoignent les premières roches
sédimentaires, des roches qui nécessitent la présence d’eau
pour se former (altération de massifs rocheux, érosion, transport
et dépôt des particules).
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page
17
La circulation annuelle de l'eau constitue le plus grand
déplacement d'une substance chimique à la surface de la
Planète.
Mme DARRAGI F.
Ces déplacements de l'eau déterminent les répartitions
climatiques de notre planète. Autre élément important pour la
survie de notre espèce, la quantité d'eau disponible annuellement
est le facteur déterminant de la croissance des plantes terrestres
et par conséquent influence énormément la productivité primaire.
Par les processus de l'évaporation-précipitation et la circulation
océanique, l'eau transfère, des tropiques aux pôles, une grande
partie de l'énergie calorifique reçue par la Terre et constitue
ainsi le régulateur des températures du globe.
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 18
Le ruissellement des eaux continentales transfère les produits de
l'altération physique et chimique vers les océans.
Mme DARRAGI F.
La figure qui suit présente le cycle complet (externe et interne) de
l'eau à l'échelle du globe terrestre tout entier.
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page

4
19
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 20
Sur cette figure, les boîtes représentent les réservoirs, les
flèches bleues les flux du cycle externe, et les flèches rouges les
flux du cycle interne.
Mme DARRAGI F.
celle-ci retombe sous forme de pluie qui, au niveau des
continents, ruisselle et retourne à l'océan.
L'énergie solaire transforme l'eau liquide en vapeur.
L'évaporation se fait principalement au-dessus des océans
(84%). Les vents et autres mouvements de l'atmosphère
redistribue la vapeur d'eau;
Le cycle externe est celui qui est observable directement.
Selon les conditions de température et de pression, l'eau se
retrouve sous trois états: solide, liquide et vapeur.
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page
21
L'eau (liquide et solide) constitue l'agent essentiel de l'altération
et la désagrégation des roches de la croûte terrestre et contribue
ainsi au recyclage de plusieurs éléments.
Comme on l'a vu précédemment, une certaine quantité d'eau
est stockée sous forme de glace.
Le cycle interne est celui qui concerne la circulation de l'eau
entre l'océan, la lithosphère et l'asthénosphère.
Un autre volume important d'eau s'infiltre dans les fractures de
la lithosphère.
Un important volume d'eau s'infiltre dans les pores et les
fractures de la couverture sédimentaire sur la lithosphère; on
évalue à 330.106km3ce réservoir.
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 22
On n'a qu'à penser à ce système de pompage que constituent les
sources hydrothermales au niveau des dorsales médio-
océaniques.
Mme DARRAGI F.
Ensemble, lithosphère et asthénosphère contiennent un volume
d'eau évalué à 400.106km3.
Les minéraux du manteau même contiennent une énorme
quantité d'eau.
La subduction de la lithosphère dans l'asthénosphère introduit
aussi de l'eau dans cette dernière.
Cette eau est un agent fort efficace de l'altération chimique des
basaltes océaniques, modifiant les propriétés physico-chimiques
et la composition de la croûte océanique et contribuant à la
composition chimique de l'eau de mer.
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page
23
Le tableau suivant permet de comparer le volume des divers réservoirs
d'eau dans les deux cycles.
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 24
On y voit immédiatement l'importance du réservoir océanique,
ainsi que celle des réservoirs du cycle interne.
Mme DARRAGI F.
Compte tenu que la surface des océans est de 3,6.108km2, si
toute la glace stockée dans les calottes glaciaires et les glaciers
fondait, la montée du niveau marin serait de 120 mètres; si le
quart seulement du réservoir de glace fondait, la montée serait de
30 mètres.
Il n'en demeure pas moins que l'eau stockée dans les glaciers,
qui en comparaison apparaît peu importante, compte tout de
même pour un volume appréciable;
un réchauffement climatique qui amènerait une fonte
importante aurait comme conséquence une élévation
significative du niveau marin.
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page

5
25
N'oublions pas que durant les deux derniers millions d'années,
on a connu des fluctuations très importantes du niveau marin qui
a oscillé entre +7 et -130 mètres au gré des phases
d'englaciation et de fonte.
Évidemment, on ne tient pas compte dans ce calcul simpliste
des rétroactions comme des changements inévitables dans la
circulation atmosphérique, des taux d'évaporation modifiés, des
changements dans la circulation des eaux océaniques, de
l'isostasie, etc.
Des interruptions importantes dans l'état stationnaire du cycle
de l'eau sont causées, entre autres, par les périodes de
glaciation continentale.
Celles-ci affectent particulièrement la circulation des océans et
l'interaction océan-atmosphère.
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 26
Ainsi, un refroidissement global abaisse les taux d'évaporation,
entraînant une réduction de la circulation de l'air humide dans
l'atmosphère et des précipitations.
Par exemple, on évalue que durant la dernière glaciation, il y
a 18 milliers d'années, la précipitation totale fut de 14%
inférieure à celle d'aujourd'hui, entraînant
ainsi qu'une accentuation de l'érosion éolienne des
sols désertiques.
une diminution importante de la productivité primaire
terrestre,
une expansion de la désertification,
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page
27
Une glaciation entraîne aussi un changement dans les taux
globaux du transfert, des continents aux océans, des matières
dissoutes et en suspension dans l'eau.
Mme DARRAGI F.
L'eau est le support essentiel sans lequel tous les grands cycles
biogéochimiques ne sauraient exister.
Une telle situation augmente le niveau de nutriments dans le
milieu marin et une augmentation de la productivité primaire.
Durant les périodes de glaciation, une plus grande surface
continentale est exposée à l'érosion parce que le niveau marin
est plus bas (-120 mètres, il y a 18 milliers d'années), ce qui
entraîne un apport accru de matériaux dans l'océan.
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 28
Sous nos climats, l'apport d'eau au sol se fait sous forme de pluie,
neige, rosée et brouillard.
Mme DARRAGI F.
Un profil habituel de la quantité d'eau contenu dans une coupe du
sol et du sous-sol habituel de la quantité d'eau contenu dans une
coupe du sol et du sous-sol montre une augmentation de la
teneur en eau avec la profondeur.
Une fraction réduite finalement gagne la profondeur et atteint la
nappe.
Les racines absorbent cette eau que la tige et les feuilles
évaporent par transpiration.
L'eau qui atteint le sol ruisselle, s'infiltre et réhumecte le sol.
Toute l'eau des précipitations n'atteint pas le sol: une part est
évaporée directement pendant et après la pluie; les gouttes
peuvent être interceptées en partie par le feuillage.
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page
29
teneur en eau dans le sol et le sous-sol.
Mme DARRAGI F. Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page 30
La teneur en eau est fonction de la porosité et de la perméabilité du
sol. Le volume maximal d'eau qu'un sol peut retenir est la "capacité
au champ" ou capacité de rétention du sol qui dépend
essentiellement de la granulométrie du sol.
Mme DARRAGI F.
son rôle est cependant essentiel puisque c'est l'eau qu'utilisent les
racines des plantes.
L'eau du sol ne représente que 0,064% de l'eau douce totale;
A partir d'une certaine profondeur, la teneur en eau n'augmente plus:
le sol est saturé, tous les pores du sol sont remplis d'eau: cette zone
saturée forme une nappe; les forces de gravité sont prédominantes.
Près de la surface, le sol n'est pas saturé, les espaces vides
contiennent de l'eau et de l'air; l'eau est soumise aux forces de
gravité et de capillarité.
Cours de Géomorphologie
Faculté des Sciences de Tunis – Département de Géologie
Section: LFSNA3
Chapitre I - Page