Chap IV- La disparition des reliefs Comparaison des chaînes

Chap IV- La disparition des reliefs
BO Tout relief est un système instable qui tend à disparaître aussitôt qu'il se forme. Il ne s'agit évidemment pas ici d'étudier de façon
exhaustive les mécanismes de destruction des reliefs et le devenir des matériaux de démantèlement, mais simplement d'introduire
l'idée d'un recyclage en replaçant, dans sa globalité, le phénomène sédimentaire dans cet ensemble.
Les chaînes de montagnes anciennes ont des reliefs moins élevés que les plus récentes. On y observe à l'affleurement une plus forte
proportion de matériaux transformés et/ou formés en profondeur. Les parties superficielles des reliefs tendent à disparaître.
Altération et érosion contribuent à l'effacement des reliefs. Les produits de démantèlement sont transportés sous forme solide ou
soluble, le plus souvent par l'eau, jusqu'en des lieux plus ou moins éloignés où ils se déposent (sédimentation). Des phénomènes
tectoniques participent aussi à la disparition des reliefs. L'ensemble de ces phénomènes débute dès la naissance du relief et constitue
un vaste recyclage de la croûte continentale.
Objectifs et mots-clés. Il s'agit de montrer que les chaînes de montagnes sont des systèmes dynamiques et disparaissent. Comme les
matériaux océaniques, la lithosphère continentale est recyclée en permanence. Les mécanismes sont cependant différents, ce qui explique
que
la
croûte
continentale
puisse
conserver
les
roches
les
plus
anciennes
de
la
Terre.
(Collège.
L'eau,
agent
principal
d'érosion,
transport,
sédimentation
;
sédiments,
roches
sédimentaires.)
[Limites. Aucun exemple précis n'est imposé par le programme. La diagenèse n'est pas au programme.]
Pistes.
Approches
quantitatives
:
flux
sédimentaire,
réajustements
isostatiques,
vitesse
d'érosion.
Convergences. Géographie : altération-climat.
Comparaison des chaînes récente et ancienne montre différences d’altitude, de
profondeur de la racine crustale, de proportion des roches qui affleurent :
massifs
altitude
Racine crustale
Roches
I.
Récent
élevée
Profonde (moho à 50 à 70
km)
Axe de granitoïdes + roches
sédimentaires
Ancien
faible
30 km
Majorité de granitoïdes,
roches métamorphiques et
migmatites
L’érosion
Dès leur formation, les reliefs sont soumis à une intense érosion.
A- Actions mécaniques : glaciers (vallées en « U », torrents – rivières – ruissellement
(vallées en « V »), gel-dégel (arêtes vives en haute altitude).
B- Altération chimique :
a. Dissolution calcaires : reliefs karstiques sous l’action de l’eau acidifiée par
le CO2
CO2 + H2O  HCO3- + H+
CaCO3 + CO2 + H2O  Ca2+ + 2HCO3b. Altération granites : hydrolyse plus ou moins poussée des plagioclases et
des biotites ; subsistent de petits cristaux millimétriques de quartz, non
altérés, et de feldspaths encore peu altérés (surtout l’orthose, plus
résistante que les plagioclases), sous forme de cristaux millimétriques ou
centimétriques blancs ou roses qui forment l’arène granitique. L’eau
d’infiltration imprègne en permanence l’arène granitique et poursuit
l'hydrolyse des feldspaths. Les éléments chimiques (Si, Al, Fe) libérés
par l’hydrolyse des minéraux du granite se recombinent entre eux pour
former de nouveaux minéraux, des argiles (phyllosilicates hydratés
d’alumine).
Les roches subissent une altération physique et chimique dont les produits sont repris
par les glaciers et les eaux de ruissellement, et sont entraînés vers les bassins par les
cours d’eaux sous forme de sédiments (à l’origine des roches sédimentaires).
Ce déblaiement aboutit à terme à la destruction des reliefs ou pénéplanation
Correction activité TP: Estimation de la vitesse d’érosion d’un massif
L’érosion des Alpes conduit à la production de particules qui vont se déposer en mer :
les particules sont transportées principalement par le Rhône et par le Po.
Une carte donne la quantité de sédiments issus de l’érosion des Alpes, trouvés en
méditerranée.
Sed > 4km d’épaisseur
Sed > 8km d’épaisseur
hauteur de roches arrachée en 50MA : 6.98 km
de la vitesse de sédimentation : 0.14mm/an
certaines particules issues de l’érosion se sont déposées sur le
continent(en début de collision surtout). L’épaisseur des roches
supprimées est donc sous-estimée.
24 km d’épaisseur érodés en 38 Ma en réalité
6.4 km d’altitude érodée or Mont blanc fait 5 km !
Comparaison de quelques vitesses d’érosion sur la planète.
Le débit de l’Amazone correspond à 35 % du débit total des fleuves du monde.
Estimation des taux de dénudations des bassins versants de l’Amazone, du Brahmapoutre et
du Rhône.
Le Rhône draine un flux de matière en suspension (MES) de 31 Mt/an et de matière dissoute (MD) de
16,8 Mt/an.
Les eaux de l’Amazone présentent des concentrations en matière dissoute et en matière en suspension
de 44g.L-1 et de 186 g.L-1 respectivement.
Les eaux du Brahmapoutre présentent des concentrations en matière dissoute et matière en suspension
de 101g.L-1 et de 857g.L-1 respectivement.
Sédiments à l’exutoire =MD+MES
Masse de matière arrachée au bassin versant par an = (MD+MES) x Débit
Masse volumique de la croute de 2700 kg.m-3
Volume de matière arrachée par an au bassin versant = ((MD+MES) x Débit) / ρ )
Epaisseur de matière arrachée par an (taux de dénudation) Td= ((((MD+MES) x Débit) / (ρ x Surface
du bassin versant))
Pour l’Amazone le taux de dénudation de 0.1 mm.an-1, pour le Brahmapoutre 0.3
mm.an-1, et pour le Rhône 0.18 mm.an-1
Estimation du temps pour éroder les Alpes (L’altitude moyenne du massif alpin est 1700m)
Considérant que les Alpes sont érodées par le Rhône à une vitesse de 0.18 mm.an-1, on
érodera les 1700m en t = Altitude/Td = 1700/1.78.10-4=9.4.106 années soit environ 10Ma. Ce
calcul prédit qu’en 10Ma, les Alpes ont complètement disparu.
Ce calcul est évidemment faux, d’une part il ne prend pas en compte la vitesse de surrection et
surtout il ne prend pas en compte le rééquilibrage isostatique.
II.
Des réajustements isostatiques
La croûte continentale flottant sur l'asthénosphère, l'allègement de la zone pénéplanée
entraîne une remontée progressive de la racine crustale, portant en surface des roches
formées en profondeur, dont les minéraux enregistrent les modifications de pression et
de température subies au cours de cette remontée (métamorphisme rétrograde)
La baisse d’altitude engendrée par l’érosion est compensée par la remontée isostatique
(explique l’altitude élevée des chaînes récentes)
Correction activité TP6 : comparaison quantité érodée/ diminution de l’altitude
1.
Soit une chaîne de
montagnes de 4km de haut.
Par érosion, du matériel de
la croûte continentale est
arraché, ce qui crée un
déséquilibre
isostatique.
(voir schémas)
Quelle épaisseur faudra-t-il
arracher à la chaîne de
montagne pour arriver au
niveau 0 ?
III.
Des phénomènes tectoniques contribuent à l’aplanissement livre p 205 +
TP6
Érosion et tectonique contribuent à l’effacement des reliefs.
Sous l’effet de la pesanteur, de grands mouvements tectoniques en extension se
produisent au cœur de certaines chaînes (Alpes : failles normales récentes) : failles
normales qui amoindrissent les reliefs.
Ex : Lyon s’éloigne de Turin à 0.5 mm/an
IV.
Le recyclage de la LC
L’ensemble de ces phénomènes débute dès la naissance du relief et constitue un vaste
recyclage de la croûte continentale.
En surface, une partie des matériaux peut s’incorporer à la chaîne en formation
ou retourner en domaine océanique.
Dans une moindre mesure, ils peuvent être entraînés en profondeur dans le cadre
de la subduction et être intégrés au manteau.
Bilan schématique livre (p205)