Chapitre 11, Cycles d érosion, Glacioisostasie & Eustasie et eustasie : définitions : mécanisme par lequel les masses de la lithosphère s équilibrent sur le globe. Eustasie: variations absolues du niveau de la mer (causes diverses) 1
La densité des éléments de la croute terrestre Les minéraux et les roches n ont pas tous le même poids spécifique gr/cm 3 ou t/m 3 Strahler & Strahler, 2005 Roches sédimentaires 1.8 à 2.5 Roches ignées 2.9 à 3.2 Olivine (manteau) 3.3 Fer (noyau) 8.0 Eau = 1 La densité des éléments de la croute terrestre La lithosphère «flotte» sur l asténosphère. Croute terrestre moins dense doit compenser en profondeur La masse inégale des matériaux de l écorce terrestre s équilibre à la base de la lithosphère où le matériel est visqueux. Niveau d équilibre des masses Modifié de Strahler and Strahler, 2005 2
Les effets de l isostasie : la surrection La recherche d un équilibre isostatique engendre la surrection : des chaînes de montagnes composées de roches sédimentaires plissées légères, des régions en érosion, souvent les chaînes et les hauts plateaux, des régions libérées d un poids : calottes glaciaires (glacio-isostasie). Les effets de l isostasie : la subsidence La recherche d un équilibre isostatique engendre la subsidence : des bassins sédimentaires et les fosses où s accumulent des sédiments s enfoncent (deltas); des régions où s accumulent un poids: des régions où s accumulent un poids: - croissance d une calotte glaciaire (glacio-isostasie) - transgression marine (hydro-isostasie) 3
Les effets de l isostasie : la subsidence Strahler and Strahler Surrection des montagnes ; subsidence des bassin sédimentaires L isostasie et les principes à la base de la dénudation des paysages commandée par l érosion fluviale sont à l origine de la théorie des cycles d érosion. 4
Les cycles d érosion commandés par l isostasie 1 4 2 5 3 (2006) 5
: le concept récent L érosion, commandée par la circulation atmosphérique, active l isostasie et contribue au soulèvement des chaînes de montagnes Ou Comment l isostasie est contrôlée par le climat. : le concept récent Le cas de l Himalaya Soulèvement tectonique : érection des chaines de montagnes. Orographie: rôle du relief sur le climat Précipitations : localisées selon les vents dominants Érosion: précipitation ruissellement : contrecarre l érosion 6
: le concept récent Le cas de l Himalaya : le concept récent Le cas de l Himalaya 7
: le concept récent Érection d une chaine de montagnes Orographie, précipitation sur le versant exposé aux vents dominants Érosion plus importante sur ce versant Roches en surface plus vieilles là où l érosion fût la plus rapide L Inlandsis laurentidien s est retiré de l est de la baie d Hudson il y a environ 8000 ans. Le poids du glacier a engendré une subsidence de la lithosphère d environ 200m. La mer de Tyrrell a submergé ces côtes déprimées Par le phénomène d isostasie, une fois le poids du glacier disparu, la lithosphère s est relevée (surrection) (ajd 1cm/an). On trouve aujourd hui des traces d anciens niveaux marins permettant de calculer la vitesse du relèvement isostatique postglaciaire 8
Plages soulevées à la baie d Hudson Plages soulevées, amphithéâtre, Lac Guillaume Delisle 9
Plages soulevées à la baie d Hudson La courbe d émersion Mytilus edulis dans une plage (datable au 14 C) 10
La courbe d émersion Mya truncata La courbe d émersion Mytilus edulis, coquillages mélangés, bois. Beaulieu et Ruz, 1998 11
Le relèvement isostatique postglaciaire actuel Les variations dépendent de la répartition des épaisseurs de glace au Pleistocène. L inlandsis avait plusieurs dômes (Labrador, Keewatin et Baffin). Formation d un bourrelet périphérique (ajustement) Tarasov et Peltier, 2004 L eustasie Les causes des variations du niveau marin: Variations du volume océanique (tectonique, sédimentation, volcanisme,...). Glacio-eustasie (dernière glaciation -120m). Transferts des nappes phréatiques et réservoirs. Expansion thermique (0.001/ C) 001/ (ex. 1 C Cde hausse sur 200 m provoque une hausse de niveau de 20 cm). Hausse de 1.8 à 2 mm/an durant le 20ième siècle suite au réchauffement climatique. 12
L eustasie L eustasie Remontée eustatique post-glaciaire; datations sous-marines 13