disparition des reliefs

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1 @ Correction FA6 La disparition des reliefs Des vestiges d anciennes chaînes de montagne datant de plusieurs centaines millions d années sont observables sur tous les continents. L étude comparée des chaînes de montagnes anciennes et actuelles permet de mettre comprendre les processus responsables de la disparition des reliefs et de mettre en évidence les modes de recyclage de la lithosphère continentale I) L aplanissement des chaînes de montagnes : Comparaison des massifs récents et anciens En France, il y a des chaînes de montagnes anciennes, comme le Massif Armoricain, Central, les Vosges et des chaînes de montagnes plus récentes, comme les Alpes et les Pyrénées 1. Topographie et épaisseur de la croûte : La comparaison des profils topographiques et du profil de profondeur du Moho des Alpes (chaîne récente) et du Massif central (vestige d une chaîne très ancienne : hercynienne, 300MA) montre : que les reliefs de la chaîne ancienne sont beaucoup moins élevés, et l épaisseur de la croûte est moyenne : pas de racine crustale. Donc l effacement des reliefs serait associé à des mécanismes de surface mais aussi à des réajustements profonds. 2. La nature des roches : Roches magmatiques et métamorphiques Roches sédimentaires déformées

2 On observe à l'affleurement des chaînes anciennes une plus forte proportion de matériaux transformés et/ou formés en profondeur. Les parties superficielles des reliefs tendent à disparaître. 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. Une chaîne de montagne récente est caractérisée par des hauts reliefs et par une racine crustale profonde. A l affleurement, des roches sédimentaires côtoient des roches formées ou transformées en profondeur. Au cours des temps géologiques, les hauts reliefs disparaissent, provoquant un réajustement isostasique et une remontée de la racine crustale. Des roches formées ou transformées en profondeur peuvent alors se trouver à l affleurement. Ainsi, certains massifs de chaînes de montagnes anciennes se caractérisent par un relief et une racine crustale réduits et par une forte proportion de roches plutoniques et métamorphiques à l affleurement.

3 II)Le démantèlement des chaînes de montagnes Tout relief est une structure instable qui tend à disparaître aussitôt qu il se forme. L érosion agit dès la formation des reliefs et jusqu à leur disparition. 1. Les agents et mécanismes de l érosion L altération correspond à une modification des propriétés physico-chimiques des roches et permet la formation de différents matériaux qui seront ensuite enlevés par l érosion, avec pour conséquence l effacement progressif des reliefs. Erosion correspond à l ensemble des phénomènes qui altèrent, enlèvent les débris et particules issus de l altération et modifient le relief. Toutes roches exposées aux conditions de surface peuvent potentiellement subir une dégradation - Physique ou mécanique (désagrégation) par l action du gel, de la gravité, du vent, des vagues Préserve la nature minéralogique - Chimique : par l action de l eau (hydrolyse) Transforme des minéraux (parfois dissolution totale) - Influence de la biosphère : effets mécaniques et chimiques (racines) Parallèlement au processus d'altération mécanique, l'eau peut s'insinuer au coeur de la roche fragilisée et altérer chimiquement les minéraux constitutifs au cours de réactions d'hydrolyse : il en résulte la formation de minéraux néoformés (minéraux argileux) et d'une solution de lessivage enrichie en éléments dissous (potassium, calcium, sodium,hydrogénocarbonates,...) Minéral d origine + Eau à Minéral néoformé + eau d altération (eau + cations en solution) Exemple : Mica + H2O à Argile 2. Le transport des particules Altération et érosion contribuent à l'effacement des reliefs. Les produits issus du démantèlement d une chaîne de montagnes sont des débris solides de tailles très variables et des ions dissous. On appelle charge sédimentaire l ensemble des particules en suspension et des ions dissouts d un cours d eau. Ces éléments sont transportés par le réseau hydrographique (cours d eau). Ces particules sont transportées tant que la vitesse du courant est suffisante. 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. La sédimentationdes particules a lieu lorsque la vitesse du courant diminue en dessous de la vitesse limite nécessaire à leur transport. Exemple : une particule de 1mm - sera érodée pour une vitesse de courant> à 10cm/sec - sera transportée pour une vitesse de courant <1O cm/sec> - sera déposée pour une vitesse de courant < 10 cm/sec Au cours du transport un granoclassement des particules déposées se réalise en lien direct avec la variation de force de courant liée à la diminution de la pente depuis l'amont vers l'aval;

4 Vitesse du courant décroissante à granoclassement = Des particules les plus grosses aux plus petites Les produits de démantèlement des chaines de montagne sont transportés sous forme solide ou soluble, le plus souvent par l'eau, jusqu'en des lieux plus ou moins éloignés où ils se déposent (sédimentation). III- Le cycle de la lithosphère continentale 1 Des processus tectoniques participent à la disparition des reliefs Les reliefs montagneux sont soumis à l érosion dès le début de leur formation. L altération et l érosion ne sont pas suffisantes pour faire disparaître en quelques dizaines de millions d années une chaîne de montagnes. L érosion des reliefs n est pas le seul phénomène à l origine de la disparition des reliefs car, si c était le cas, il faudrait non pas quelques dizaines de Ma pour que la croûte retrouve une épaisseur normale, mais plusieurs centaines de Ma. De plus, les volumes de sédiments déposés dans les bassins liés à la destruction des reliefs sont généralement insuffisants pour retrouver le volume initial de la chaîne de montagnes. Il faut faire appel à un mécanisme plus puissant, l extension. Ainsi, des processus de nature tectonique contribuent également à la disparition des reliefs.

5 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, tandis qu à la périphérie, les forces compressives continuent à activer des failles inverses. Les failles normales, centrales témoignent d un effondrement axial de la chaîne. Carte des déformations actuelles dans les AlpesLes vitesses de déformation sont de l ordre de 2 mm/an (+/- 0,5 mm/an) compression à Failles inverses Extension à Failles normales

6 2. Disparition des reliefs : chaîne de montagne récente, chaîne de montagne ancienne 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. L'ensemble de ces phénomènes débute dès la naissance du relief et constitue un vaste recyclage de la croûte continentale. Les chaînes de montagnes sont des systèmes dynamiques et disparaissent. Comme les matériaux océaniques, la lithosphère continentale est recyclée en permanence. 3 Le recyclage de la lithosphère continentale Suite à la formation d une chaîne de montagnes, la lithosphère continentale est recyclée. - En premier lieu, elle est transformée par l épaississement crustal (métamorphisme et magmatisme) - Puis elle est dégradée par l érosion. - Ainsi, les particules produites sont transportées et forment des sédiments. Ce recyclage se poursuit lorsque ces sédiments sont mobilisés dans un nouveau contexte de subduction (fusion partielle) ou de collision (compression, épaississement, métamorphisme). Lors de la subduction, seule une très faible proportion de lithosphère continentale est recyclée en profondeur dans le manteau sousjacent, où elle disparaît.

7 Le recyclage de la lithosphère continentale est essentiellement lié au cycle de l eau au niveau des chaînes de montagnes. Cette caractéristique du recyclage de la lithosphère continentale explique pourquoi elle a conservé les roches les plus anciennes de la Terre. Ce n est pas le cas de la lithosphère océanique, dont la quasitotalité disparaît dans le manteau sous-jacent au niveau des zones de subduction BILAN