Processus de la géodynamique externe

Introduction

• La dynamique externe de la terre ou la géodynamique externe concerne l’évolution dynamique de la surface de la planète.

l’eau, le vent et la glace sculptent les surfaces continentales. Si les processus de l’érosion dominent les continents, ce sont plutôt les processus de sédimentation qui prévalent dans les océans.

Les phénomènes sédimentaires

Alt ration / Transport / Sédimentation

Processus conduisent à la formation des roches sédimentaires:

•l'altération des matériaux ;

•le transport de ces particules;•la sédimentation de ces particules ;•la diagenèse.

érosion

• Définition: l’érosion est l’usure de la partie supérieure de l’écorce terrestre. Elle se définit comme le détachement et le transport de particules de sol de son emplacement d’origine par différents agents (gravité, eau, vent) vers un lieu de dépôt. L’érosion est dite naturelle ou géologique lorsqu’elle correspond plus ou moins a un état d’équilibre entre la formation(pédogenèse)et le transport des particules meubles.

Les facteurs de l’érosion

Le taux et l’amplitude de l’érosion dépendent des facteurs suivants:

l’intensité des précipitations et ruissèlements: l’impacts des

goutes de pluies peut briser les agrégats et disperser les particules de sol. Les particules les plus fines(sable , limon, argile) peuvent facilement être emportées.

La susceptibilité a l’érosion: c’est une estimation de la capacité de chaque sol a résister a l’érosion, basée sur des caractéristiques physiques: les sables s’érodent moins que les limons et les argiles.

Le gradient et la longueur de la pente: il est bien entendu

que, plus la pente est raide, plus l’eau érodera le sol. l’érosion hydrique augmente aussi avec la longueur de la pente a cause de l’augmentation de ruissèlement.

La végétation : le risque d’érosion augmente lorsque le sol a une faible couverture végétale.

Remarque: les pertes de terres peuvent atteindre : 10t/km²/an en biostasie(couverture végétale importante, durant les périodes géologiques humides). Et 100t/km²/an en rhexistasie (faible couverture végétale durant les périodes géologiques sèches).

Sources du matériel sédimentaire

• Source terrigène ou détritique : l'érosion du continent;

• Source Biochimique

• fragment d’organisme « coquilles » ;

• Source chimique :

• précipités chimiques dans le bassin de sédimentation

• ou à l'intérieur du sédiment durant la diagenèse.

L'altération superficielle

trois types: Mécaniques ou physique : Action de gel et de dégel :un cailloux saturé s’éclate quand il gèle. racines d’arbres: les racines préparent la roche a l’érosion(fissures,

cassures et…) T° :fragmentation de la roche sous l’effet des écarts

thermiques(dilatation et compression). Chimiques :eau de pluie (hydratation): c’est une incorporation d’une

molécule d’eau a certains minéraux peu hydratés comme (oxyde de fer) elle produit un gonflement de minéral hydraté et donc elle favorise la destruction de la roche.

Biologiques :certains organismes attaquent biochimiquement les minéraux pour chercher les éléments nutritifs

Transport

• Outre le vent et la glace, c'est surtout l'eau qui assure le transport des particules

• Le transport des particules peut être très long

• Selon le mode et l'énergie du transport, le sédiment résultant comportera des structures sédimentaires variées

La sédimentation

• Tout le matériel transporté s'accumule dans un bassin de sédimentation pour former le dépôt

• Les sédiments se déposent en couches successives dont la composition, la taille des particules, la couleur, etc., varient dans le temps selon la nature des sédiments apportés

La diagenèse

La diagenèse englobe

tous les processus

chimiques et

mécaniques qui

affectent un dépôt

sédimentaire après

sa formation

Nom des sédiments et roches sédimentaires

La dénomination des sédiments et roches sédimentaires se fait en deux temps :

• taille des particules (granulométrie) chez les terrigènes et les allochimiques (biologique)

• Ensuite, on complète la classification par la composition minéralogique

Les dépôts

Types de dépôts

les dépôts éoliens: le vent dépose sa charge quand sa vitesse diminue, tout type d’obstacle peut produire une sédimentation.une touffe d’herbe, un mur…ces dépôts peuvent être remis en mouvement s’il ne sont pas fixés par la végétation.

• Dépôts de sable: les corps sédimentaires les plus caractéristiques sont les dunes.

• Dépôts de poussières: la quantité de poussière transporté puis déposée par le vent est considérable mais reste inestimable, le cas de Sahara algérienne perd plus de 100millions de tn dont la grande partie tombe dans l’océan atlantique contribuant ainsi a la sédimentation.

Les dépôts glaciaires: les matériaux transportés par la glace sont sédimentés lorsque la glace fond et constituent les dépôts glaciaires.

Les dépôts fluviatiles: les eaux de ruissèlements sont surtout des agents de transport. Ces rivières déposent la charge dans des endroits ou la vitesse diminue.

Méthodes d’études

• Il existe une gamme de méthodes pour prospecter une région.• A- les méthodes directes:1- les études préliminaires: elles consistent a réunir la documentation

sur la région d’étude tel que; carte topo; géol; photos aériennes, images satellitaires.

2- les levés sur terrain: qui consistent à:- Tracer les itinéraires a l’aide de la carte topo et photos aériennes.- Rechercher les affleurements naturels, identifiés les terrains et les

portés sur carte indiquant leurs dispositions(pendage direction).- Recueillir les fossiles et les échantillons.- Repérer les accidents tectoniques, failles, plis et les portées sur

carte. 3- les examens de laboratoire: les échantillons prélevés vont subir un

certains nombres de traitements et d’analyses. A savoir:

• A – les méthodes optiques: sont essentiellement basés sur l’étude de l’aspect cristallin des minéraux(la loupe, MEB; MET…

• B- méthodes sédimentologiques: étude morphoscopique et granulométrique(s’appliquent aux sédiments meubles.)

• C- méthodes pétrographiques: analyse des minéraux par les rayons x.

• D- les méthodes chimiques: consiste a définir la composition chimique du matériel rocheux et du ciment.

• B- Méthodes indirectes: les études faites sur terrain ne donnent pas une connaissance directe de la nature des zones profondes du sous-sol pour cela on fait appel aux méthodes géophysiques a savoir:

- Prospection gravimétrique: la force newtonienne (F=G m₁m₂/r²),provoque sur toute masse placée prés de la surface du globe terrestre une accélération « g ».on mesure l’accélération de (g) de la pesanteur(gravimètre). L’intensité de la pesanteur est conditionnée ,influencée par les densités des roches profondes.

- Prospection magnétiques:. cette méthode consiste a mesuré par magnétomètre la déclinaison du champ magnétique terrestre

- Prospection électrique: mesurer la résistivité de la roche avec un résistivimètre.

- prospection sismique: cette méthode consiste a calculer la profondeur a laquelle les surfaces changent de propriétés physiques brusquement.

- Sondages mécaniques: ramener a la surface des échantillons a analysés.

Notion de la stratigraphie

introduction

• Définition: Etymologiquement = description des couches de terrain qui constituent l’écorce terrestre

• Objectif : donner une explication de l’organisation et de l’agencement des divers éléments de l’écorce terrestre.

• A noter : Ces éléments ont subi des transformations et ne sont pas dans leur contexte de formation initiale.

• En outre la stratigraphie permet d’établir une chronologie relative des terrains par l’application des principes suivants:

• Le principe de continuité: une même couche a le même âge sur toute son étendu

•Principe de l'horizontalité primaire: les couches sédimentaires sont déposées a l’origine horizontalement .donc une couche géologique qui n’est pas en position horizontale aurait subit des déformations.•Principe de superposition: la couche a la base est plus ancienne que celle la plus haute. C’est la façon d’exprimer l’âge relatif.

Principe de recoupement: un corps rocheux

qui en recoupe un autre est nécessairement plus jeune que celui qu'il recoupe.

principe d’inclusion

• Les morceaux de roche inclus dans une autre couche sont plus anciens que leur contenant.

Remarque: a un certains endroits dans une série sédimentaire l’information fais défaut; soit que les roches ont disparu suite a l'érosion, soit la sédimentation est interrompue.ces manques correspondent a un intervalle de temps. Cet intervalle peut être restreint ,local (lacunes), ou bien de longue durée et régional (discordance).

La nature des contacts

• Structure concordante: lorsque les formations

rocheuses sont disposées régulièrement les unes sur les autres sans qu’il manque d’étages.

• Structure discordante: elle implique un arrêt de la

sédimentation, un soulèvement suivi d’une période d’érosion puis un nouveau dépôt.

• Lacune: lorsqu’un étage est absent , en tout ou en partie

• Lacune sédimentaire: une interruption provisoire de

la sédimentation.

Discordance angulaire

Les types de contacts concordants

• Horizontaux:

• Avec un intrusif parallèle a la structure:

• Avec un intrusif perpendiculaire a la structure:

• Lacune de sédimentation locale:

• Lacune de sédimentation régionale:

Echelle stratigraphiqueL’étude de la chrono stratigraphie a conduit a l’établissement d’une échelle stratigraphique qui divise l’histoire de la terre en grandes unités correspondantes a des âges différents appelés ères