I. L évolution des caractéristiques des chaînes de montagnes

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Jean-Louis Leduc
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1 T H E M E 1 : L A T E R R E D A N S L U N I V E R S, L A V I E, L E V O L U T I O N D U V I V A N T P A R T I E 2 : G E O D Y N A M I Q U E D U D O M A I N E C O N T I N E N T A L C H A P I T R E 11 : L A D I S P A R I T I O N D E S R E L I E F S Bryce Canyon (Utah, USA), un musée des formes d'érosion torrentielle dans des argiles gréseuses I. L évolution des caractéristiques des chaînes de montagnes L étude comparée de plusieurs chaînes de montagnes (ou orogènes) montre que les caractéristiques de ces dernières évoluent au cours des temps géologiques. L Himalaya-Tibet est une chaîne de montagnes dont la formation a débuté il y a quelques dizaines de millions d années. La Massif Central et le Massif Armoricain appartiennent à la chaîne Hercynienne qui se sont formés il y a quelques centaines de millions d années. Quand on les compare, les montagnes récentes ont des reliefs élevés, avec une racine crustale profonde et présentant peu de roches d origine profonde. A l inverse, les chaînes anciennes présentent des reliefs absents à modérés, avec une racine crustale peu profonde voir absente, et une proportion de roches d origine profonde importante. Ainsi, au cours des temps géologiques, les hauts reliefs disparaissent, provoquant un réajustement isostatique et une remontée de la racine crustale. Des roches formées ou transformées en profondeur peuvent alors se retrouver à l affleurement.

L évolution des caractéristiques des chaînes de montagnes L étude comparée de plusieurs chaînes de montagnes (ou orogènes) montre que les caractéristiques de ces dernières évoluent au cours des temps

Disparition des reliefs : chaînes de montagnes récente et ancienne II. Erosion des reliefs Tout relief à la surface de la Terre est soumis au phénomène d érosion qui tend à le démanteler.

L altération des reliefs Toutes roches exposées aux conditions de surfaces peuvent potentiellement subir une trois grands types de dégradation : Physique ou mécanique (désagrégation) par l action du

2 Disparition des reliefs : chaînes de montagnes récente et ancienne II. Erosion des reliefs Tout relief à la surface de la Terre est soumis au phénomène d érosion qui tend à le démanteler. L érosion est un phénomène qui comprend deux processus : l altération et le transport des produits de l altération. 1. L altération des reliefs Toutes roches exposées aux conditions de surfaces peuvent potentiellement subir une trois grands types de dégradation : Physique ou mécanique (désagrégation) par l action du gel, de la gravité, du vent, des vagues La nature minéralogique est prévervée. Chimique : par l action de l eau (hydrolyse). Les minéraux sont transformés (parfois dissolution totale). Biologique : effets mécaniques et chimiques des racines. L enlèvement des matériaux ou érosion dépend de la pesanteur et de la vitesse des courants qui les transportent. Ce processus est d autant plus intense que ces reliefs sont importants. 2. Le transport et la sédimentation Le diagramme de Hjuström permet de considérer l'attitude des différentes particules en fonction de la vitesse du courant. Il permet de déterminer la vitesse minimale que doit avoir un courant pour éroder et transporter des particules de granulométrie donnée. Les produits Le diagramme de Hjuström issus du démantèlement sont des débris solides (sédiments) ou des ions dissous. Ils sont transportés par le réseau hydrographique dans des bassins sédimentaires continentaux ou océaniques associés à la chaîne de montagne. Les sédiments s y déposent et forment, après consolidation (diagénèse), des roches sédimentaires détritiques. Les ions dissous précipitent et forment d autres types de roches sédimentaires comme le calcaire. Ces processus impliqués dans la disparition des reliefs débutent dès la formation de la chaîne de montagne. La vitesse d érosion d une chaîne de montagne récente est de quelques dixièmes de millimètre par an.

3 III. Les processus tectoniques participant à la disparition des reliefs L altération et l érosion ne sont pas suffisantes pour faire disparaître en quelques dizaines de millions d années une chaîne de montagnes. Il faut faire appel à un mécanisme plus puissant, l extension. De nombreux indices sont présents aussi bien dans la zone interne des chaînes de montagnes récentes que dans des massifs anciens. Dans les zones internes des chaînes de montagnes, on observe des séismes peu profonds dont le mécanisme au foyer indique qu ils sont dus à des failles normales, donc à des mouvements d extension. Des failles normales sont aussi visibles dans des affleurements. Les données GPS montrent non seulement des déplacements opposés caractérisant des mouvements d extension mais indiquent aussi un effondrement. Lorsque les mouvements de convergence et la poussée d Archimède ne sont plus suffisants pour soutenir les reliefs, la croûte s étire et s amincit. En surface, plus froide et plus fragile, la croûte se casse ; plus en profondeur, ramollie par des phénomènes thermiques, elle est plus plastique et s amincit sans rupture. Ces déformations contribuent donc à la disparition des reliefs. Processus tectoniques et disparition des reliefs IV. Le recyclage de la lithosphère continentale Le recyclage de la lithosphère se traduit par la transformation des roches qui la constituent ou par leur disparition dans le manteau sous-jacent. Au cours des cycles successifs de formation et disparition des chaînes de montagnes (cycles orogéniques), la lithosphère continentale est transformée par des processus tectoniques, sédimentaires (érosion, transport, dépôt, consolidation), magmatiques et métamorphiques un peu plus en profondeur. Dans les zones de subduction, seule une petite fraction de la lithosphère océanique y est recyclée. Cette différence explique pourquoi seule la lithosphère continentale a pu conserver les roches les plus anciennes de la Terre.

De nombreux indices sont présents aussi bien dans la zone interne des chaînes de montagnes récentes que dans des massifs anciens.

6 Sources des illustrations : Manuel TS éditions Belin et

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