IV - Les réajustements isostatiques et l`étirement

Chapitre 8
La disparition des reliefs
Les paysages évoluent au cours du temps et les importants reliefs des
massifs anciens (Massif armoricain, Massif central) ne sont plus
aujourd’hui aussi haut que par le passé. L’eau érode les roches,
transporte les matériaux issus de l’érosion puis les dépose. Ces dépôts
sont à l’origine des roches sédimentaires.
Problématique : Comment sont les mécanismes à l’origine de la
disparition des reliefs ?
I- L’aplanissement des chaînes de montagnes.
Les géologues distinguent les chaînes de montagnes récentes aux
reliefs importants et variés, des massifs anciens aux reliefs peu
importants.
Cette différence d’altitude s’explique par la longue érosion subie par les
massifs anciens.
L’estimation de la vitesse d’érosion d’une chaîne de montagne est
complexe :
 Estimation de la masse des matériaux transportés par tous les cours
d’eau issus de cette chaîne de montagnes (dans les bassins...)
Une autre méthode  thermochronologie.
C’est l’estimation de la vitesse de remontée vers la surface des
roches profondes (à l’aide de traces présentent dans certains minéraux,
dépendantes de la température).
On peut déterminer à quels moments un même minéral a franchi
l’isotherme 110°C puis l’isotherme 60°C lors de cette remontée. Grace
au gradient géothermique connu sous la chaîne de montagnes et en
admettant que la hauteur de la chaîne n’a pas changé, on peut estimer
la distance verticale séparant ces deux isothermes. Cette hauteur
correspond à la hauteur de roche érodée en surface (isostasie)  on
peut donc calculer la vitesse d’érosion.
Bilan : L’aplanissement d’une chaîne de montagnes telle que les Alpes
dans sa partie centrale est estimé à 63 cm/an. Il faut donc 38 Ma pour
éroder une épaisseur de roches de 24 Km.
II-
L’Alteration des roches.
Les chaînes de montagnes sont soumises à des phénomènes physiques
et chimiques qui dégradent le relief : c'est l'érosion.
L'érosion se compose de :


L'altération physique
L'altération chimique
L’altération physique par désagrégation mécanique des roches (gel,
glace, variations de température, végétaux) est particulièrement
importante en haute montagne et dans les déserts.
Sous l'effet de l'eau de ruissellement et de pluie, qui passe de l'état
liquide à l'état solide, les roches se fissurent et se cassent. Les fissures
sont appelées diaclases. Ce phénomène est appelé altération
mécanique (ou altération physique).
L’altération chimique repose principalement sur l’hydrolyse c’est-à-dire
la destruction des minéraux par l’eau.
L'altération chimique agit de deux façons : certains minéraux (halite,
calcite) sont dissous totalement et leurs ions sont évacués en solution.
D'autres minéraux, comme les micas ou les feldspaths sont transformés
en d'autres espèces minérales, plus fine et plus facilement mobilisables
par l'érosion.
III-
Le transport et le dépôt des produits issus de l’altération.
L’eau qui est donc le principal agent d’érosion et également le principal
agent de transport des éléments issus de l’altération des roches. Les ions
sont transportés en solution alors que les particules seront
transportées en suspension en fonction de la force du courant, ils sont
à l’origine de la charge sédimentaire du cours d’eau.
Les roches fragmentées et ameublies sont transportées par les eaux de
ruissellement en direction des océans. Les roches les plus imposantes
sont transportées moins rapidement que les plus petites, en d'autres
termes plus la force du courant sera importante plus les roches pouvant
être transportées seront grosses.
Par analyse d’échantillons d’eaux sur de longues périodes, il est possible
de dresser un bilan de l’érosion sur l’ensemble du bassin d’un cours
d’eau.
Le flux sédimentaire est très variable. Il est plus important pour les
bassins des chaînes de montagnes jeunes telles que l’Himalaya et les
Alpes.
IV -
Les réajustements isostatiques et l’étirement des chaînes de
montagnes.
Dans les massifs anciens on trouve des granites âgés de plus de 300 Ma et qui se
sont formés à des profondeurs allant de 10 à 15 Km.
Cette présence est expliquée par l’allègement des masses rocheuses en surface dû à
l’érosion, ce qui entraîne une remontée de croûte continentale profonde pour rétablir
l’équilibre isostatique : on parle de rebond isostatique.
On estime que 80% des roches érodées, sont remplacées par des roches
profondes. En effet, selon le principe d’isostasie, l’érosion des matériaux à la surface
d’un continent entraine un rééquilibrage des masses : il y a remontée de l’ensemble
de la lithosphère continentale.
On observe également des forces d’extension au cœur des chaînes récentes
(présence de failles normales récentes).
Après collision, l’épaississement de la croûte et de la lithosphère aboutit à un
équilibre entre les forces tectoniques et les forces gravitaires.
L’érosion perturbe cet équilibre en enlevant de la matière et en entrainant un
soulèvement par réajustement isostatique, les forces de compressions sont plus
faibles et les reliefs s’affaissent sur eux-mêmes et s’étalent, sous l’effet de leurs
poids. C’est l’effondrement gravitaire.
De plus, le poids de la chaîne de montagnes est tellement important que la force
verticale engendrée par la chaîne de montagne devient supérieure à la poussée
d’Archimède exercée par le manteau.
A ce moment-là, les couches en profondeur s’échauffent et deviennent plus
déformables (plastiques). La croûte continentale va s’étirer sur les côtés entrainant
une diminution de l’épaisseur moyenne de la croûte et une diminution de l’altitude
de la montagne.
Bilan du chapitre :
L’érosion est le processus de dégradation et de transformation du relief, et donc des
roches, qui est causé par tout agent externe tel que la pente ; la physique (duret.) et
la chimie (solubilité par exemple) de la roche ; l’absence ou non de couverture
végétale et la nature des végétaux ; l’histoire tectonique (fracturation par exemple).
L’érosion implique une désagrégation superficielle de la roche. Elle se produit sur
place et entraîne la formation de débris.
L’érosion agit à différents rythmes et peut, sur plusieurs dizaines de millions
d’années, araser des montagnes, creuser des vallées, faire reculer des falaises.
Selon le principe de l’isostasie, l’érosion des matériaux à la surface d’un continent
entraîne un rééquilibrage des masses ; il y a remontée de l’ensemble de la
lithosphère continentale (80% remonte).
L’érosion associée au phénomène de réajustement isostatique explique que l’on
peut voir affleurer, dans les vieilles chaînes de montagnes comme le Massif
Armoricain, des roches formées à plusieurs kilomètres de profondeur.
En plus du phénomène d’érosion et d’isostasie, l’effondrement gravitaire contribue
également à l’abaissement des reliefs.