La disparition des reliefs (TS)

Quand on se promène dans des zones de montagnes, les paysages et les altitudes changent considérablement selon les régions : un paysage alpin n'a rien à voir avec un paysage vosgien, par exemple. Quelles sont les origines de ces variations ?

L'aplanissement des chaînes de montagne

Les Alpes sont une chaîne de montagne dite jeune, dont les reliefs ne sont pas encore émoussés.

Le Cantal, au contraire appartient au Massif Central, chaîne ancienne donc les sommets sont arrondis.

Cette observation de terrain est conforté par l'étude des profils topographiques :

Profil Massif Central/Pyrénées

Profil Massif Central/Pyrénées

Si on fait le rapport entre la surface d'affleurement de roches anciennes par rapport à la surface totale occupée, dans une chaîne jeune et une chaîne ancienne, on constate que ces roches anciennes à l'affleurement occupent une beaucoup plus grande surface chez lez massifs anciens :

On peut constater aussi que la profondeur du Moho est supérieur sous les massifs jeunes que les massifs anciens :

On a pu estimer que le temps d'une chaîne de montagne dont l'altitude voisine les 5000 m, met 90 millions d'années à disparaitre.

Un cycle orogénique se décompose de la façon suivante : surrection (mise en place) - érosion - pénéplanation (disparition totale jusqu'au stade plaine). On peut estimer à 150 millions d'années la durée moyenne d'un cycle orogénique.

Les processus d'altération des roches

En simplifiant beaucoup, on peut considérer qu'il existe deux grands types de processus :

— l'altération en grand qui correspond à des effondrements de falaise jusqu'à la fracture de roches due aux conditions climatiques. Ce sont des processus macroscopiques.

— l'altération chimique due à des réactions avec l'eau ou certaines substances. Ce sont des processus infra-microscopiques.

Altération en grand

Le gel est un agent d'altération particulièrement actif. L'eau qui s'infiltre dans les fissures produit un éclatement de la roche lorsqu'elle gèle. On parle de cryoclastie.

Les variations de températures sont aussi un agent important dans les milieux à forte opposition de température entre le jour et la nuit, comme les déserts. C'est le cas dans le Hoggar (Sahara). On parle de thermoclastie.

Un agent d'érosion particulièrement actif dans les zones tropicales humides et équatoriales sont les végétaux. D'une part, la pénétration des racines dans les fissures disloquent les roches, mais les acides produits par certaines racines attaquent chimiquement la roche. Un cas particulièrement impressionnant est celui d'Angkor (temple de Wat Siem Reap).

L'altération chimique

Le cas le plus caractéristique est celui du granite. L'altération chimique du granite donne naissance à des chaos granitiques formées de rochers en boule comme dans la Creuse :

Un granite non attaqué est dit granite sain. Aucun cristal ne se détache, la roche est cohérente.

Au stade suivant, la roche perd de sa cohérence, des fragments se détachent. On parle de granite pourri.

Le troisième stade est celui de l'arénitisation. Le granite se délite formant un chaos au pied duquel on trouve un sable issu du granite (arène granitique).

Evolution d'un massif granitique

Erosion, transport et sédimentation

Les fragments détachés par érosion sont transportés, principalement par les eaux courantes. On a un bon résumé des étapes lorsqu'on observe un torrent de montagne, ici dans les Pyrénées.

Tant que la pente est forte, le transport des éléments est important. Lorsque la pente diminue, le torrent va déposer les éléments les plus lourds. On parle de cône de déjection. Ce cône peut être très important comme c'est le cas dans ce torrent de l'Himalaya.

Seules les particules les plus petites seront transportées dans le fleuve dont les torrents sont tributaires. On peut résumer les étapes dans le schéma suivant :

C'est le suédois Hjulström qui a proposé un diagramme reliant la taille des éléments transportés à la vitesse du courant.

Le transport de sédiments par les fleuves peut représenter une quantité de sédiment très importante. C'est le cas de fleuve comme le Gange ou Brahmapoutre qui se jettent tous les deux dans le golfe du Bengale par un delta commun (occupé par l'état du Bengladesh).

Le Gange, par exemple, prend sa source dans l'Himalaya comme l'ensemble des rivières de son bassin. il y a donc une érosion importante qui est encore renforcé par le régime de mousson, période durant laquelle le Gange peut monter de plus de 15 m à Bénarès (Varanasi).

Le Gange à Bénarès l'hiver

Le Gange à Bénarès durant la mousson, l'été

La quantité de sédiment transportée et déposée dans le Golfe du Bengale est considérable comme le montre la figure ci-dessous (en rouge et jaune).

Les sédiments sont alors déposés dans les fonds océaniques. C'est au niveau des zones de subduction qu'ils sont, en grande partie, recyclés lors des phénomènes magmatiques. Une petite partie des sédiments est bloquée par la plaque chevauchante, qui joue alors le rôle d'un rabot sur les sédiments de la plaque plongeante. Les sédiments s'accumulent en s'empilant au niveau de la fosse. C'est le prisme d'accrétion sédimentaire. Dans certains cas, cet empilement de sédiments donne naissance à une île, comme c'est le cas pour la Barbade dans les Petites Antilles.

Le cas de la Barbade

La disparition des reliefs

Lorsque une chaîne est à son apogée, la pression dans la racine est considérable. Certains minéraux sont caractéristiques de ces conditions extrêmes de température et de pression. C'est le cas de la coésite, minéral proche du quartz, qui ne se forme qu'en haute pression.

Le massif est d'un poids considérable. Deux phénomènes vont expliquer sa disparition progressive :

— l'érosion dont nous venons de voir rapidement les processus.

— l'effondrement du massif sous son propre poids. Lorsqu'on observe une carte de la sismicité actuelle des Alpes, on constate que les séismes de la zone centrale sont des séismes d'extension. Les séismes de compression ont lieu à la périphérie du massif.

Les séismes d'extension sont dus essentiellement à l'effondrement du massif. Comme les terrains situés autour ne subissent pas cet effondrement, ils résistent, créant ainsi une tectonique de compression.

Les schémas ci-dessous résument simplement, les étapes de l'histoire d'un chaîne de montagne, qui passe du stade de chaîne jeune à celle de massif ancien.

On peut ainsi construire un bilan du cycle des roches intervenant dans une orogenèse :