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Le climat 
Partie 2 : Climat et tectonique
Altération/érosion 
Sédiment 
Dépôt 
Roche 
sédimentaireRoche 
Transport & 
sédimentation 
Diagenèse
a) L’altération chimique 
Processus qui détruit les composants de la roche et 
sa structure interne et qui forme de nouveaux 
minéraux 
La dégradation météorique des roches comprend 2 
processus qui interagissent : la désagrégation 
mécanique et l’altération chimique 
L’EAU est l’agent de l’altération 
1. Les sédiemnts
a) L’altération chimique 
L’eau une 
substance 
unique 
Campy & Macaire (2003) – Géologie de la surface, Dunod 
• Petite taille de la molécule : grande mobilité 
@nasa 
pôle négatif 
pôle positif 
• Dipôle (bipolarisation électrique) 
 Liaison avec autres molécules 
(fort pouvoir dissolvant) 
• Lessive les continents et conduit les éléments (dissous) vers l’Océan 
• Densité de l’eau (d=1 à 4°C) : transport, mise en suspension des 
particules 
1. Les sédiemnts
a) L’altération chimique 
Un exemple d’altération : les granites 
L’arénisation : mode d’altération du granite 
en zones tempérées (rôle important de la décomposition 
chimique) 
Dercourt et al (2006) – Géologie – Objets, méthodes et modèles, Dunod 
1. Les sédiemnts
Désagrégation physique des matériaux 
Cryoclastie (cycles gel-dégel) 
Le splash (la pluie) 
Le ravinement (le courant 
arrache le fond) 
b) L’altération physique ou érosion 
1. Les sédiemnts
c) Le rôle de la biosphère 
• Biosphère prélève, redistribue et échange de la matière avec le domaine minéral 
 protéger l’érosion des sols supports (couvert végétal dense) 
 une désagrégation et un ameublissement des supports 
1. Les sédiemnts
Favorise les réactions chimique 
= Altération 
Eau  Glace : 9% de changement 
de volume (cryoclastie) 
= Fracturation des roches 
= Erosion 
e) Le rôle du climat 
1. Les sédiemnts
Erosion 
Altération 
Altération chimique (moy. 0.01 mm/y) est 5 fois < érosion mécanique 
Campy & Macaire (2003) – Géologie de la surface, Dunod 
e) Le rôle du climat 
1. Les sédiemnts
2. Le transport
a) Transport sans vecteur direct 
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• Cycles contraction – décontraction 
• Pas de rupture 
Evènements catastrophiques 
Coulée de boue 
m/j – m/s ; discontinu 
Roche fluidifiée 
Glissements de terrain 
cm/j – m/j ; discontinu 
Semelle du glissement 
Ecroulement 
Chute en quelques s. 
Roche cohérente 
Reptation des sols 
Pentes 
2. Le transport
b) Transport avec vecteur direct 
Eau, glace, vent 
L’exemple des transferts fluviatiles 
• Fonction de la granulométrie des 
matériaux, sous 3 formes 
 Charge de fond (>0,5mm : galets, graviers) 
(traction, saltation, ou roulement) 
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moyens et fins, silts, argiles) 
 Dissoute (en solution : < 0,5mm : ions ions, 
colloïdes, microagrégats) 
2. Le transport
Flux solide (80%) domine largement le flux dissous (20%) 
Ex. : Aux Etats-Unis, 90% de la production solide des bassins fluviatiles ne parvient pas aux océans 
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d) Diagramme d’équilibre entre érosion-transport-sédimentation 
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Transport avec vecteur direct (par les courants) 
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2. Le transport
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6. Du sédiment au climat
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Jérôme Gaillardet http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/FormationENS/Marseille-sept00/TD-cycleC/TDcycleC.htm# 
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6. Du sédiment au climat
Ce qu’il faut retenir… 
• Le cycle d’évolution des roches 
• Les différents processus d’altération et de transport 
• Les différents types de sédiments océaniques (?) 
• Comment passer d’un sédiment à une roche (diagenèse) 
• Comment la formation ou l’altération des roche peut modifier le climat

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Cours 9 : Interactions géologie - climat

  • 1. Le climat Partie 2 : Climat et tectonique
  • 2.
  • 3. Altération/érosion Sédiment Dépôt Roche sédimentaireRoche Transport & sédimentation Diagenèse
  • 4. a) L’altération chimique Processus qui détruit les composants de la roche et sa structure interne et qui forme de nouveaux minéraux La dégradation météorique des roches comprend 2 processus qui interagissent : la désagrégation mécanique et l’altération chimique L’EAU est l’agent de l’altération 1. Les sédiemnts
  • 5. a) L’altération chimique L’eau une substance unique Campy & Macaire (2003) – Géologie de la surface, Dunod • Petite taille de la molécule : grande mobilité @nasa pôle négatif pôle positif • Dipôle (bipolarisation électrique)  Liaison avec autres molécules (fort pouvoir dissolvant) • Lessive les continents et conduit les éléments (dissous) vers l’Océan • Densité de l’eau (d=1 à 4°C) : transport, mise en suspension des particules 1. Les sédiemnts
  • 6. a) L’altération chimique Un exemple d’altération : les granites L’arénisation : mode d’altération du granite en zones tempérées (rôle important de la décomposition chimique) Dercourt et al (2006) – Géologie – Objets, méthodes et modèles, Dunod 1. Les sédiemnts
  • 7. Désagrégation physique des matériaux Cryoclastie (cycles gel-dégel) Le splash (la pluie) Le ravinement (le courant arrache le fond) b) L’altération physique ou érosion 1. Les sédiemnts
  • 8. c) Le rôle de la biosphère • Biosphère prélève, redistribue et échange de la matière avec le domaine minéral  protéger l’érosion des sols supports (couvert végétal dense)  une désagrégation et un ameublissement des supports 1. Les sédiemnts
  • 9. Favorise les réactions chimique = Altération Eau  Glace : 9% de changement de volume (cryoclastie) = Fracturation des roches = Erosion e) Le rôle du climat 1. Les sédiemnts
  • 10. Erosion Altération Altération chimique (moy. 0.01 mm/y) est 5 fois < érosion mécanique Campy & Macaire (2003) – Géologie de la surface, Dunod e) Le rôle du climat 1. Les sédiemnts
  • 12. a) Transport sans vecteur direct • Mouvements lents et continus • Cycles contraction – décontraction • Pas de rupture Evènements catastrophiques Coulée de boue m/j – m/s ; discontinu Roche fluidifiée Glissements de terrain cm/j – m/j ; discontinu Semelle du glissement Ecroulement Chute en quelques s. Roche cohérente Reptation des sols Pentes 2. Le transport
  • 13. b) Transport avec vecteur direct Eau, glace, vent L’exemple des transferts fluviatiles • Fonction de la granulométrie des matériaux, sous 3 formes  Charge de fond (>0,5mm : galets, graviers) (traction, saltation, ou roulement)  Suspension (0,5mm – 0,5mm : sables moyens et fins, silts, argiles)  Dissoute (en solution : < 0,5mm : ions ions, colloïdes, microagrégats) 2. Le transport
  • 14. Flux solide (80%) domine largement le flux dissous (20%) Ex. : Aux Etats-Unis, 90% de la production solide des bassins fluviatiles ne parvient pas aux océans mais reste stockée sur le continent Campy & Macaire (2003) – Géologie de la surface, Dunod c) Bilan des flux de matière 2. Le transport
  • 15. d) Diagramme d’équilibre entre érosion-transport-sédimentation Diagramme de Hjulström Transport avec vecteur direct (par les courants) • Diagramme d’équilibre, plusieurs domaines : érosion, transport et sédimentation Dercourt et al (2006) – Géologie – Objets, méthodes et modèles, Dunod 2. Le transport
  • 16.
  • 17. Christophe Guillemot; Hervé Douris Christophe Guillemot; Hervé Douris • Processus conduisant à la formation de sédiments • Dépôt des particules sous la forme de couches ou strates sédimentaires • Un sédiment est constitué de particules ayant subit un certain transport 2. Le transport
  • 18. 2 facteurs déterminants : • la pente  Tectonique • l’eau  Climat Tectonique Conséquences du cycle d’évolution des roches ?  l’aplanissement des reliefs  transport et sédimentation des particules arrachées 2. Le transport
  • 19. Campy & Macaire (2003) – Géologie de la surface, Dunod • Les zones de production > 500 t/km²/an (SE Asie, Am. S.) • Les zones les moins productrices < 10 t/km²/an : boucliers arctiques, régions semi-arides (NE Brésil, Est USA et du Chili) Bonne transport sédimentaire/ l’altitude moyenne des continents 2. Le transport
  • 20. La sédimentation océanique : fraction détritique http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque 4. Le dépôt sédimentaire
  • 21. La sédimentation océanique : fraction biogène La fraction biogène http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque 4. Le dépôt sédimentaire
  • 22. 5. Des sédiments à la roche La diagenèse • Processus chimiques et mécaniques qui affectent un sédiment après son dépôt Dercourt et al (2006) – Géologie – Objets, méthodes et modèles, Dunod
  • 23. Les carbonates et la teneur en CO2 La précipitation des carbonates… + + 2HCO3 Ca2 -  CaCO3 + CO2 + H2O …libère du CO2 Jérôme Gaillardet http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/FormationENS/Marseille-sept00/TD-cycleC/TDcycleC.htm# 6. Du sédiment au climat
  • 24. Les carbonates et la teneur en CO2 L’altération des carbonates CaCO3 + CO2 + H2O  Ca2+ + 2HCO3 - …consomme du CO2 de manière faible Jérôme Gaillardet http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/FormationENS/Marseille-sept00/TD-cycleC/TDcycleC.htm# • Réaction inverse de celle précipitation du carbonate océanique • À l'échelle géologique (plusieurs centaines de milliers d'années), la réaction d'altération des calcaires ne sert à rien pour la régulation du CO2 atmosphérique 6. Du sédiment au climat
  • 25. Les silicates et la teneur en CO2 L’altération des silicates calciques CaSiO3 + 2CO2 + H2O <=> SiO2 + Ca2 + + 2HCO3 - …consomme du CO2 de manière importante  mécanisme capable à long terme de pomper efficacement du CO2 atmosphérique et précipité d’importantes quantités de calcaires dans les océans Jérôme Gaillardet http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/FormationENS/Marseille-sept00/TD-cycleC/TDcycleC.htm# 6. Du sédiment au climat
  • 26. Les variations de la teneur en CO2 La tectonique est-elle responsable des glaciations ? Périodes de chute drastique Estimation de la teneur en CO2 au cours du temps Orogenèse hercynienne T° et CO2 Orogenèse alpine Orogenèse hercynienne 310-300Ma Une orogenèse ? altération (physique et chimique) des reliefs (dont silicates) consommation de dioxyde de carbone atmosphérique jan.ucc.nau.edu/~rcb7/Pennsylvanian.html Rétrocontrôle positif 6. Du sédiment au climat
  • 27. Les variations de la teneur en CO2 La tectonique est-elle responsable des glaciations ? Snowball earthTuzo-Wilson-1999 pas de mécanisme régulateur de la teneur en CO2 Rétrocontrôle positif Jérôme Gaillardet http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/FormationENS/Marseille-sept00/TD-cycleC/TDcycleC.htm# 6. Du sédiment au climat
  • 28. 6. Du sédiment au climat
  • 29. 6. Du sédiment au climat
  • 30. Les variations de la teneur en CO2 La tectonique est-elle responsable des glaciations ? Périodes chaudes Dislocation de la Pangée Forte production de croûte océanique 6. Du sédiment au climat
  • 31. Les variations de la teneur en CO2 La tectonique est-elle responsable des glaciations ? Rétrocontrôle Une Terre thermostatée ? négative Périodes chaudes Dislocation de la Pangée (éruption volcanique) Jérôme Gaillardet http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/FormationENS/Marseille-sept00/TD-cycleC/TDcycleC.htm# T° Altération chimique 6. Du sédiment au climat
  • 32.
  • 33. Ce qu’il faut retenir… • Le cycle d’évolution des roches • Les différents processus d’altération et de transport • Les différents types de sédiments océaniques (?) • Comment passer d’un sédiment à une roche (diagenèse) • Comment la formation ou l’altération des roche peut modifier le climat