Les Processus Géologiques et la Modélisation du Relief

1. Le relief terrestre et ses classifications

Le relief : il se présente sous toutes les formes différentes à la surface de la Terre. Il existe deux types de classifications :

• Description (basée sur l'apparence) :
  • Montagne : relief présentant un écart important entre la base et le sommet.
  • Cerro (Colline) : relief isolé avec peu de pente.
  • Gorge ou défilé : fond de vallée étroite aux parois abruptes.
  • Plateau : relief plan et élevé.
  • Terrasses : étapes ou paliers du relief.
• Interprétative (basée sur le processus de formation) : C'est la plus claire et simple.
  • Montagne : relief qui se démarque de ses environs. L'alignement de montagnes et de collines est appelé chaîne orogénique.
  • Cerro témoin : relief isolé dont le sommet est à la hauteur qu'avait autrefois tout le voisinage.
  • Terrasses : zone fragmentée et étagée constituée par les encaissements successifs d'un fleuve.
  • Modélisation anthropique : relief produit par l'activité humaine.

2. Le relief terrestre majeur

La croûte océanique : principalement composée de basalte, elle forme les bassins océaniques et est recouverte d'eau dans sa quasi-totalité. La croûte continentale : essentiellement formée de granit et de roches métamorphiques, elle est plus épaisse et moins dense que la croûte océanique.

3. Processus géologiques externes : Altération et érosion

L'altération et l'érosion :

• Altération (Vieillissement) : destruction des roches par l'action de l'eau, de l'air et des êtres vivants.
  • Mécanique : division en fragments de roche par gélifraction, thermoclastie ou décompression.
  • Chimique : altération des roches par des réactions chimiques modifiant leurs propriétés par l'action de :
    • L'eau : hydratation (l'eau s'intègre à la structure moléculaire des roches, ex: argiles).
    • L'O2 : oxydation (les roches contenant du fer changent de couleur).
    • Le CO2 : carbonatation (l'eau avec du CO2 dissout certaines roches comme le calcaire).
    • Attaques chimiques : substances produites par des organismes vivants (fientes d'oiseaux, acides végétaux).
  • Biologique : modification produite par le vivant.
• Érosion : altération des roches par l'eau, le vent, la glace ou les particules transportées par ces agents.
  • Évacuation des débris : fragments de roche accumulés au pied des escarpements.
  • Configuration caractéristique : l'érosion permet de reconnaître l'agent géologique qui a provoqué le relief.
  • Pénéplanation : surfaces presque planes résultant de millions d'années d'érosion continue.
  • Redistribution de la masse des continents : l'érosion et le transport des sédiments vers les bassins provoquent une perte de poids en montagne et une augmentation dans les zones basses.

4. Transport et sédimentation

Transport : déplacement des fragments érodés vers d'autres domaines. Sédimentation : accumulation des matériaux érodés et transportés.

Paramètres du transport

• Énergie : capacité d'un agent à mobiliser les sédiments.
• Sélection des fragments : liée à l'énergie de l'agent.
• Maturité des sédiments : changements de composition, forme et taille pendant le transport (usure et chocs).

Modes de transport

• En contact avec le fond : par roulage ou saltation (quand le fluide ne peut maintenir les fragments en suspension).
• Sans toucher le fond : en suspension, par flottation ou dissolution (matériaux fins ou solubles).

Processus de sédimentation

L'accumulation dépend des zones : les régions en processus de levée subissent l'érosion, tandis que les régions en processus de subsidence (bassins sédimentaires) accumulent les sédiments qui deviendront des roches sédimentaires.

• Décantation (Carafage) : chute des fragments quand le courant s'arrête.
• Accrétion cinétique : les clastes s'arrêtent face à un obstacle et s'appuient les uns sur les autres.

Structures sédimentaires

• Stratification : superposition de couches de plusieurs centimètres ou mètres.
• Laminage : superposition de quelques millimètres (courant de faible énergie).
• Granoclassement (S'installer) : tri par taille des galets lors d'un flux turbulent.
• Stratification entrecroisée : feuilles qui se croisent en présence de courants.

5. Environnements sédimentaires

Les bassins sont des zones d'affaissement de la surface terrestre.

• Continentaux : fluviaux (rivières), torrentiels (eaux sauvages), glaciaires, éoliens (vent), karstiques (dissolution).
• Marins : littoraux (côtes), récifaux (coraux), plateformes intérieures, talus continentaux, turbidites (courants de turbidité).
• Transitionnels : plages, deltas (influence fluviale et vagues), estuaires (influence des marées).

6. Modélisation fluviale

• Vallées en V : forte capacité d'érosion.
• Vallées à fond plat : la rivière perd sa capacité d'érosion verticale et forme des méandres.
• Pénéplaine : résultat final de l'érosion fluviale.
• Cerros témoins : reliefs résiduels isolés.
• Terrasses : paliers successifs d'une vallée en cours d'érosion.

Transport et sédimentation : l'énergie diminue de l'amont (gros clastes) vers l'aval (sables, limons et argiles).

7. Modélisation des torrents et eaux sauvages

Les torrents sont éphémères. Les eaux sauvages apparaissent après de fortes pluies en climat aride.

• Ravines (Gullies) : sillons profonds.
• Barrancos : vallées profondes en V.
• Ramblas : larges lits secs la majeure partie du temps.

Sédimentation : cônes de déjection et pédiments (union de plusieurs cônes).

8. Modélisation éolienne

Le vent est l'agent principal des déserts chauds.

• Déflation : balayage des matériaux fins laissant un désert pierreux (reg).
• Abrasion éolienne : ponçage des roches par le sable.
• Sédimentation : dépôts de loess (poussière) et dunes (sable en croissant).

9. Modélisation côtière

• Régression de la falaise : érosion de la base provoquant l'effondrement et créant une plateforme d'abrasion.
• Broyage : fragmentation des blocs par les vagues.
• Sédimentation : plages (pente douce), tombolos et flèches (cordons de sable isolant des lagunes).

10. Modélisation glaciaire

• Vallées en U : larges vallées au profil arrondi.
• Zones de surcreusement : cavités produites par la glace.
• Sédimentation : tillites et moraines (accumulations de fragments transportés par la langue du glacier).

11. Modélisation karstique

• Surface : dissolution (lapiaz, dolines) et effondrement (torcas).
• Métro (Souterrain) : galeries (horizontales), simas (gouffres verticaux) et salles (cavités irrégulières).
• Sédimentation : argiles de décalcification et précipitations de sels solubles (stalactites, stalagmites, travertin).

12. Facteurs déterminants de la modélisation

• Climat : zones arides (pas de rivières), zones humides (végétation), zones polaires (glace).
• Tectonique et structure : les failles guident les rivières et les glaciers. La levée du sol augmente l'énergie d'érosion.
• Lithologie : les roches tendres créent des baies, les roches dures créent des caps. Le calcaire favorise le karst.
• Anthropique : l'activité humaine modifie le relief et limite l'action des agents naturels.