![Page 1: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/1.jpg)
I - INTRODUCTION
II – PHENOMENES PHYSIQUES
4°) Convection Thermique5°) Déformation
6°) Fusion - Cristallisation7°) Erosion - Sédimentation
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LL’’altaltéération chimiqueration chimique
• Elle se produit parce que les minéraux formésen profondeur ne sont pas stables à la surface
• Le principal agent actif est l’eau• Elle n’affecte pas toutes les roches de la même
manière et à la même vitesse
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AltAltéérationration • L’ensemble des modifications chimiques et physiques qui
affectent les sédiments et les roches exposés à l’atmosphère,à l’hydrosphère et à la biosphère.
• Dépend de: - la solubilité des minéraux - la structure et la composition de la roche - le climat (température, précipitations) - la présence de sol et de végétation - la durée d’exposition
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LL’’altaltéération ration en solutionen solution
• Passage des éléments en ions dans la solution(cf. sel gemme)
• carbonates (calcaires) :CaCO3 + H2CO3 = Ca2+ + 2HCO3
-
• Les silicates s’altèrent plus lentement
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Ric Ergenbright
Carbonate altéré
![Page 6: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/6.jpg)
R. Siever
Ardoise
Marbre
Altérations différentes
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LL’’altaltéération mration méécaniquecanique
Gel — l’eau se dilate de 9% en gelant
Dilatation/contraction thermique(jour-nuit, été-hiver)
Activité organique
Abrasion (vent, eau, boues)
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Exfoliation Exfoliation du du granitegranite
![Page 9: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/9.jpg)
Tom Bean/DRK
![Page 10: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/10.jpg)
Fleuves Fleuves et et rivirivièèresres::transport transport vers lvers l’’ococééan an etet éérosionrosion
Gary D. McMichael/Photo Researecher
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• Erodent les surfaces continentales(dégradation)
• Transportent eaux et sédiments
Fleuves et rivières
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Comportement Comportement des des rivirivièères res
• Déterminé par la taille du chenal et la vitesse:écoulement laminaire ou turbulent.
• L’écoulement turbulent à un pouvoir érosifbeaucoup plus grand.
• Les vitesses d’écoulement vont de 0.1 à 10 m/s.
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Le ruissellement
“vitesse”moyenne (m/an)
flux annuel d’eau (débit en m3/an)surface du bassin versant (en m2)
=
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« Ruissellement relatif » =Ruissellement moyen des rivières /
précipitations moyennes(les deux par unité de surface)
Moyenne mondiale = 0.46(50% de l’eau de pluie qui atteint le sol
s’évapore sans atteindre les rivières)
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Carte mondiale du ruissellement(ici en mm/an)
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Les 13 plus gros fleuves du monde versent14000 km3/an d’eau à l’océan,
soit 38% du total (37400 km3/an).
A lui seul, le fleuve Amazonereprésente 17% du total!
![Page 17: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/17.jpg)
Trois Trois modesmodesde transport des sde transport des séédimentsdiments
• En suspension• En solution• En charge de fond
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Cônes alluviaux
Michael Collier
![Page 19: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/19.jpg)
Un delta (le Mississipi)
![Page 20: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/20.jpg)
Facteurs principaux contrôlant la production desédiments suspendus:
• Relief• Étendue du bassin versant
Moins importants:• Climat (mais glaciers important localement)• Ruissellement• Géologie (mais loess)• Activité humaine
Les zones les plus productives sont les zonestectoniques actives, jeunes
![Page 21: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/21.jpg)
La dénudation physique des continents
Mesurée par la MES =
masse éléments solidestransportés par unité de volume
= flux massique ES / flux d’eau
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Le Mackenzie au sortir desMontagnes Rocheuses (Am. Nord)MES = 100 mg/l
Le Brahmapoutre au TibetMES = 1000 mg/l
![Page 23: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/23.jpg)
Le fleuve Congo,une région plate et forestièreMES = 30 mg/l
Le Huanghe (fleuve jaune),le recordmanMES = 26000 mg/l
![Page 24: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/24.jpg)
Flux annuels de sédiments apportés par lesfleuves (grands bassins) aux océans
(en 106 tonnes/an)
Amazone(Andes)
Gange(avant-chaînede l’Himalaya)
Brahmapoutre
Yangtze
Huanghe(loess)
![Page 25: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/25.jpg)
Masse suspendue totale (20 109 tonnes/an)/ flux total des fleuves (37400 km3/an)
=concentration moyenne de sédiments en
suspension (535 mg/l)
![Page 26: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/26.jpg)
Breck Kent
Conglomérat
![Page 27: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/27.jpg)
Transport des Transport des éélléémentsments
• En suspension• En solution• En charge de fond
![Page 28: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/28.jpg)
Composants chimiquesComposants chimiques
• Eau• Matière inorganique en suspension:
Al, Fe, Si, Ca, K, Mg, Na, P• Eléments majeurs en solution
HCO3 -, Ca2+, SO4
2-, H4SiO4, Cl-, Na+, Mg2+, K+
• Nutriments en solution (N, P)• Matière organique• Métaux (pollution)
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Breck Kent
CalcaireCalcaire
![Page 30: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/30.jpg)
x 2.5
x 5
Taux de dénudation chimique en fonction du ruissellement:
Ruissellement (cm/an)
Rochesvolcaniques
sédimentairescristallines
moyenne
tonn
es/k
m2 /
an
![Page 31: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/31.jpg)
ZaireObYenisseiZambeseAmurLenaMurray-DarlingKolimaParanaNigerSt LawrenceNileMacKenzieColumbiaLimpopoYukonTocantinsFraserOrinocoMississippiShatt el arabAmazonXijiangMekongIndusChangjiang
RhoneGanges
IrrawadyBrahmaputraMagdalenaHong HeNarmadaHuange He
500 0100 100 20020030040060090010001500
Mechanicaldenudation
Rock denudation t km-2 an-1
Chemicaldenudation
Dénudation mécanique etdénudation chimique
par les plus grands fleuves dumonde
Mécanique
en tonnes/km2/an
chimique
![Page 32: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/32.jpg)
Taux de dénudation chimique :
Moyenne globale: 42 tonnes/km2/an =
Concentration (100mg/l) x flux d’eau total (37400km3/an)
/ surface de draînage (89 106 km2)
A corriger de l’apport de CO2 atmosphérique (-34%)
et des précipitations (-4.5%)
⇒Taux de dénudation chimique global
26 tonnes/km2/an
= 2.3 x 109 tonnes/an
![Page 33: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/33.jpg)
Taux de dénudation chimique moyen
26 x 103 kg/km2/an
Masse = densité x volume
Densité moyenne 2.7 x 103 kg m3
Taux = ≈ 10-5 m/an
≈ 1 cm / 1000 ans(réduction d’altitude moyenne)
26 x 103 x 10-6 (en kg/m2/an)2.7 x 103
![Page 34: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/34.jpg)
Concentration en solution = 100 mg/l
En comparaison:
concentration en suspension = 535 mg/l
Taux de dénudation mécanique
≈ 5 cm / 1000 ans
soit ≈ 5 km / 100 Ma
(durée de vie d’une chaîne de montagne)
![Page 35: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/35.jpg)
• Erodent les surfaces continentales(dégradation)
• Transportent eaux et sédiments• Déposent les sédiments
Fleuves et rivières
![Page 36: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/36.jpg)
Une rivière à méandres
Peter Kresan
• Gradients faibles, alluvions fins• Minimise la résistance à l’écoulement et dissipe l’énergie aussi uniformément que possible (équilibre)
![Page 37: INTRODUCTION II - UFR Sciences de la Terre de l](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022080217/62e83aa698ebde13be1bf477/html5/thumbnails/37.jpg)
Rivières “en tresses”
Tom Bean
• L’apport de sédiments est supérieur à ce que la rivièrepeut transporter• Les chenaux actifs à un instant ne forment qu’unefaible part de la surface du système (qui est utilisé enentier pendant une saison)