Leçon 4 : Disparition des reliefs : Mécanismes de destruction et devenir des produits de démantèlement

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Anne-Laure Beausoleil
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1 Retour aux hypothèses : reliefs continentaux plus importants car durée de vie plus importante de la croûte continentale liée à une disparition moins rapide. Leçon 4 : Disparition des reliefs : Mécanismes de destruction et devenir des produits de démantèlement Une différence de durée de vie des croûtes continentale et océanique peut-elle être mise en relation avec l existence des reliefs plus élevés en domaine continental? I Comparaison des âges de la croûte continentale et de la croûte océanique : AP5 : On cherche à comparer les âges de la croûte océanique et de la croûte continentale pour donner une explication supplémentaire aux reliefs continentaux. Les âges de la CO et de la CC sont déterminés par radiochronologie. Elle donne accès à l âge des roches. Elle est fondée sur la décroissance radioactive d isotopes radioactifs pères se désintégrant en isotopes fils naturellement présents dans les minéraux des roches exp : Rubidium Rb strontium Sr. Cette désintégration constitue une véritable horloge car elle se fait selon une loi mathématique immuable.

2 On utilise 1 radio chronomètre : * = radioactif * Désintégration Obéit à loi mathématique = f(temps) Détermination de l âge de 2 granites par la méthode rubidium strontium

3 Détermination de l âge de roches de la CC et de la CO par différentes méthodes Croûtes Roches Ages déterminés par carte géologique, internet Pente des droites isochrones Méthode Rb / Sr Age mesuré : t = ln (p +1) / Granites du Velay Ma Ma CC Granite de Sésia Ma 0, Ma Gneiss d Acasta 4 Ga ,1 Ga CO Basaltes les + anciens 180 Ma xxxxx xxxxxxxxxxxxx La mesure dans différents minéraux d une roche de la [ 87 Rb ] et [ 87 Sr ] permet de tracer une droite dite ISOCHRONE dont la pente est représentative de l âge de la roche : plus sa pente est forte, plus la roche est vieille (et inversement). y b 87 Sr / 86 Sr Minéraux des roches 1 et 2 Pente 2 Pente 1 Âge roche 2 Âge roche 1 Pente 2 Pente 1 Pente 2 = y b y a / x b - x a y a 87 Rb / 86 Sr x a x b

L'âge de la croûte océanique n'excède pas 200 Ma, alors

4 Les roches les plus anciennes de la croûte continentale Les roches les plus anciennes de la croûte océanique L'âge de la croûte océanique n'excède pas 200 Ma, alors que la croûte continentale date par endroit de plus de 4 Ga.

Pb : origine des différences d âges des croûtes océanique et continentale?

magmatiques) en profondeur car les parties superficielles des reliefs tendent à disparaître.

érosion contribuent à l'effacement des reliefs.

5 Pb : origine des différences d âges des croûtes océanique et continentale? II - Démantèlement de la croûte continentale : modalités et vitesses 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 (roches métamorphiques) et/ou formés (roches magmatiques) en profondeur car les parties superficielles des reliefs tendent à disparaître. La Bretagne : une chaîne ancienne et sa carte géologique Les Alpes : une chaîne récente et sa carte géologique Altération et érosion contribuent à l'effacement des reliefs. Altération = mécanismes de désagrégation mécaniques et chimiques (altération ss) des des roches et de leurs minéraux par des agents atmosphériques (vent, eau, variations de t C ) et biologiques (racines ) aboutissant à un ameublissement du matériau initial solide. Erosion = soustraction des matériaux altérés par les agents atmosphériques (eau, vent ) aboutissant à une baisse du volume du matériau initial.

), le plus souvent par l'eau (fleuves ), jusqu'en des lieux

7 Les produits de démantèlement sont transportés ensuite sous forme solide (sables, argiles) ou soluble (ions comme le Ca 2+ ), le plus souvent par l'eau (fleuves ), jusqu'en des lieux plus ou moins éloignés où ils se déposent = sédimentation (mers, océans).

8 Roche initiale solide / granite volume initial Vi Fractures Infiltrations d eau, racines Altération mécanique et chimique + Reste de granite + Sable, argile, ions solubles ameublissement de la roche Roche érodée Volume final Vf Vi relief Erosion Transport - Sédimentation Mécanismes d effacement des reliefs Sédiments Roches sédimentaires

AP6 : Dans une émission de vulgarisation scientifique «Vie et mort d une chaîne de montagnes», le commentateur évoque les différences d âges entre croûte continentale et croûte océanique.

A l aide des documents ressources fournis et des fiches techniques disponibles au labo, critiquez le commentaire du présentateur.

9 AP6 : Dans une émission de vulgarisation scientifique «Vie et mort d une chaîne de montagnes», le commentateur évoque les différences d âges entre croûte continentale et croûte océanique. Il affirme alors que «les âges plus importants de la croûte continentale sont dus à un important recyclage de la croûte continentale s effectuant lentement». A l aide des documents ressources fournis et des fiches techniques disponibles au labo, critiquez le commentaire du présentateur. Stratégie pour déterminer la vitesse de disparition = d érosion de l Himalaya, 1- on détermine le volume de sédiments issus de l Himalaya et déposés dans l océan Indien (multiplication de leur épaisseur à partir de Google Earth par la surface qu ils recouvrent grâce au logiciel GE path). 2- on retranche ce volume à celui de l Himalaya et connaissant sa surface, on calcule la hauteur érodée. 3- on rapporte cette hauteur érodée à l âge des plus vieux sédiments retrouvés Volume des sédiments = Epaisseur (google earth) X surface des sédiments (GE path) La vitesse d érosion d une chaîne de montagne est très faible (mm/an) voire beaucoup moins, mais les volumes retirés sont énormes...

10 Remarque : un rebond isostatique compense l érosion.

Une observation : la vitesse de l érosion ne permet pas d expliquer à elle seule la vitesse de disparition d une chaîne de montagnes Un autre phénomène intervient.

11 Une observation : la vitesse de l érosion ne permet pas d expliquer à elle seule la vitesse de disparition d une chaîne de montagnes Un autre phénomène intervient. Des phénomènes tectoniques participent aussi à la disparition des reliefs. Quand les forces verticales liées au volume et à la masse de la chaîne et à la poussée d Archimède deviennent plus importantes que les forces horizontales de compression. Il en résulte un effondrement de la chaîne (extension avec failles normales) accompagné d un réajustement isostatique (remontée du Moho). L'ensemble des phénomènes d altération-érosion-transport-sédimentation mais aussi des phénomènes tectoniques débutent dès la naissance du relief et participent à un vaste recyclage de la croûte continentale.

12 Bilan simplifié du recyclage de la croûte continentale et de la croûte océanique et de leurs relations CC Age max 4 milliards ans (Lithosphère continentale) Accrétion continentale CO Age max 200 millions ans (Lithosphère océanique) Collision mm/an Altération Erosion Transport Sédimentation Subduction cm/an Accrétion océanique (dorsales) Roches sédimentaires Asthénosphère

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