géomorphologie. 1 PRÉSENTATION Formations calcaires Les concrétions, qu'on trouve généralement dans des zones géothermiques actives, sont formées par les jaillissements d'eau de source, et ressemblent elles-mêmes à des chutes d'eau gelées. Robert Harding Picture Library géomorphologie, branche de la géographie et de la géologie qui étudie les formes de la surface terrestre. Le terme s'applique généralement aux origines et à la morphologie dynamique (changement des structures et des formes) des surfaces du sol terrestre, mais il peut également inclure la morphologie du sol marin et l'analyse des terrains extraterrestres. 2 GÉOMORPHOLOGIE HISTORIQUE Une des voies que la science peut emprunter pour comprendre la formation de la Terre est l'étude de l'histoire des cycles géomorphologiques. Certains concepts fondateurs de cette science ont été découverts au début du XXe siècle par le géologue américain William Morris Davis selon qui, chaque formation géologique peut être analysée en termes de structure, de processus et d'état : ce dernier concept, en faisant intervenir le facteur temps, ouvre un champ d'interprétation beaucoup plus important. Davis postulait que chaque formation géologique subissait des développements cycliques prévisibles : la jeunesse, la maturité et la vieillesse. La géomorphologie historique se fonde sur des procédés d'analyses chronologiques, notamment sur l'étude stratigraphique des formations quaternaires. Ainsi, par l'observation des relations stratigraphiques, on peut classer les événements les uns par rapport aux autres, puis, en établissant de manière plus précise les intervalles de temps les séparant, par des méthodes de datation, comme les relations historiques, la datation au carbone 14, le compte des cernes des arbres (dendrochronologie) et les études paléomagnétiques, on peut construire une échelle de temps qui fournit une base permettant de calculer les taux de variation à long terme. 3 GÉOMORPHOLOGIE DYNAMIQUE ET CLIMATIQUE Cycle de la roche Le cycle de la roche représente l'interaction des processus internes (endogènes) et externes (exogènes) de la Terre. Il décrit notamment les processus de transformation de chacun des trois principaux types de roches (roches sédimentaires, métamorphiques et magmatiques) en roches de l'un ou l'autre des deux autres types, voire en roches d'un type spécifique différent. Les sédiments compactés, cimentés et parfois recristallisés forment des roches sédimentaires ; les roches soumises à de fortes chaleurs et pressions forment des roches métamorphiques ; les roches issues du refroidissement puis de la solidification de magma forment des roches magmatiques (ou ignées). © Microsoft Corporation. Tous droits réservés. Cette deuxième branche de la géomorphologie analyse les processus dynamiques qui modèlent les paysages. Les mécanismes mis en oeuvre dans l'altération et l'érosion des roches associent des processus qui sont à la fois destructifs et constructifs. Dans ces processus, le socle rocheux et le sol sont des variables passives tandis que le régime climatique et la dynamique de la croûte terrestre sont des variables importantes mais peuvent jouer un rôle secondaire par rapport au régime climatique et à la dynamique de la croûte terrestre qui deviennent alors les principales variables actives. En France, les travaux de Jean Tricart sont particulièrement représentatifs de cette morphologie dynamique. 4 DYNAMIQUES FONDAMENTALES Éruption du mont Saint Helens (États-Unis) Le mont Saint Helens, situé dans l'État de Washington, aux États-Unis, est entré en éruption en mai 1980 après une longue période de sommeil. La violence de l'explosion, qui a projeté dans l'atmosphère des nuages de cendres et des débris volcaniques, a tué au moins soixante personnes. À l'issue de l'éruption, le sommet du volcan ne s'élevait plus qu'à 2 549 m contre 2 950 m auparavant. Krafft-Explorer/Science Source/Photo Researchers, Inc. Dans les processus géomorphologiques, la gravité est omniprésente ; c'est un facteur énergétique essentiellement invariable. Une deuxième variable énergétique est fournie par les rayons du Soleil. Elle s'exprime soit comme variable thermique directe, soit indirectement à travers le cycle de l'eau, c'est-à-dire l'évaporation de l'eau des océans, son transport dans l'atmosphère, sa précipitation sous forme de pluie ou de neige et son retour à l'océan par divers processus. La chaleur venant de l'intérieur de la Terre est un troisième facteur d'énergie. Bien que la magnitude soit considérablement moins grande que l'énergie solaire, cette énergie thermique est finalement la cause de la formation de structures géologiques majeures, telles que les failles, mais les taux de variations ont tendance à être relativement lents (habituellement moins de 1 mm par an). Toutefois, dans des zones particulières, par exemple à la frontière des plaques de la croûte terrestre ( voir tectonique des plaques) les grandes pressions exercées par les plaques l'une sur l'autre peuvent provoquer des déplacements violents et catastrophiques atteignant plus de 10 m. L'énergie thermique venant de l'intérieur est localement concentrée en éruptions de magma (roche fondue) qui produisent différentes sortes de formations. 5 DÉSAGRÉGATION ET ÉROSION Principaux types d'érosion L'érosion est l'une des manifestations de l'activité externe de la Terre. De manière générale, elle est responsable de l'aplanissement des reliefs au cours du temps, engendrant parfois des transformations de paysage spectaculaires. Il existe différents agents et différents types d'érosion dont les principaux sont : l'érosion éolienne, l'érosion glaciaire, l'érosion par les eaux de ruissellement, et l'érosion marine. © Microsoft Corporation. Tous droits réservés. La désagrégation est souvent une combinaison de trois processus : un processus mécanique, comme la croissance des cristaux de glace ou de sel ou les chocs thermiques dus à un réchauffement ou à un refroidissement ; un processus chimique, tel que la dissolution de minéraux comme la calcite et le feldspath par les composés acides de l'eau ; et un processus biologique, comme l'action des racines des plantes qui dégradent les roches grâce à l'énergie mécanique et chimique qu'elles produisent. L'érosion est la dislocation, le déplacement et le transport de matériaux, sous forme de solution ou de particules. L'énergie nécessaire peut être produite par les gouttes de pluie, le ruissellement de l'eau, le vent, les vagues, ou simplement la gravité (comme dans les glissements de terrain). Badlands (Dakota du Sud, États-Unis) Une érosion intense altère les sols de la région des Badlands, dans le Dakota du Sud (États-Unis). Les terrains meubles et imperméables, souvent argileux, le climat sec entrecoupé d'averses et une exploitation agricole trop intensive contribuent à la formation de ravins atteignant parfois plusieurs dizaines de mètres de profondeur. © Microsoft Corporation. Tous droits réservés. Une masse terrestre qui s'érode a tendance à s'élever pour compenser ainsi la diminution de sa charge, mais elle se stabilise finalement lorsque le relief du terrain s'estompe et que les dénivellations se réduisent. La surface résultante, pratiquement plate, s'appelle pénéplaine. Elle peut être entrecoupée, çà et là, par des collines isolées appelées monadnocks, constituées de roches particulièrement résistantes à l'érosion. Le niveau de base théorique d'une telle surface (la courbe de niveau zéro) est appelé niveau de la mer. Pour qu'une pénéplaine se forme, et ne soit pas à nouveau détruite par l'érosion, le niveau de la mer doit rester stable pendant des millions d'années. Cependant, depuis la fin de la période glaciaire, voici 10 000 ans, le niveau de la mer s'est élevé de plus d'une centaine de mètres. Vallée soumise à l'érosion (Costa Rica) Quand la végétation luxuriante d'une forêt dense tropicale est supprimée, elle se reconstitue rarement. Cette vallée déboisée du Costa Rica est par exemple soumise à l'érosion car il n'existe plus de racines pour retenir le sol et pas assez de matière organique pour renouveler le stock des nutriments. À terme, la région pourrait ressembler à un désert. S.E. Cornelius/Photo Researchers, Inc. L'érosion des sols due à l'activité de l'homme a commencé voici plusieurs millénaires. Le défrichement de la végétation originelle ou le pâturage excessif des animaux domestiques exposent les sols à une érosion massive. De cette façon, chaque année, le lessivage des sols entraîne la perte de plusieurs milliards de tonnes de terre. En revanche, dans les lieux mieux préservés, notamment dans les régions intérieures continentales planes, les taux d'érosion sont très faibles (sauf dans les régions semiarides où les tempêtes produisent des inondations). Dans les régions structurellement actives, telles les montagnes jeunes, qui en règle générale coïncident avec la limite des plaques récemment entrées en collision ou qui se sont fissurées, les taux d'érosion peuvent être très élevés. Érosion glaciaire Le mouvement des glaciers provoque un processus d'érosion en déplaçant d'importantes quantités de roches, sable et autres particules, dont l'accumulation, à l'instar de ce modelé apparu dans une chaîne de montagnes suisse, porte le nom de moraine. Paolo Koch/Photo Researchers, Inc. Parmi les différents processus agissant à la surface de la Terre, la pluie et les rivières sont les agents érosifs les plus violents. Par contraste, bien que l'action des vagues sur une côte rocheuse puisse être souvent impressionnante, l'érosion des côtes est généralement très lente. Les dunes de sable du Sahara sont également impressionnantes, mais le sable est une couche relativement fine ; de même, les moraines entraînées par les glaciers continentaux géants ne sont que le résultat de l'abrasion superficielle de sols anciens. En général, sans interférence de l'être humain, le paysage ne change que lentement. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.
