Chapitre 8 : l'évolution des paysages sous l'action de l'eau

Problématique du chapitre: comment les paysages évoluent-ils sous l'action de l'eau ?

I] Comparaison de deux paysages modelés par l'eau

Problème: deux paysages sont-ils composés des mêmes éléments et peut-on y observer des traces de l’action de l’eau ?

Nous allons étudier deux paysages très différents de notre pays:

- l'ile volcanique de la Réunion

- une paysage du département de l'Hérault, proche de Montpellier dans le sud de la métropole français.

Avant de commencer, vous devez apprendre une importante définition: le modelé du paysage correspond à l'aspect, à la forme d'un paysage, à son relief.

1°) Quelles sont les principales caractéristiques du paysage observé ?

PREMIER PAYSAGE ETUDIE: une gorge de l’Hérault, dans le département éponyme (département 34):

Sur la photo ci-dessus, vous pouvez observer 4 strates de calcaire (couches blanches) alternant avec 5 couches de marne (couches noires). Vous pouvez remarquer que les strates de calcaire sont coupées en leur milieu et certaines sont décalées. Celles du bas ne sont pas alignées entre la droite et la gauche, preuve qu'il y a eu un déplacement: c'est la définition d'une faille.

Sur la photo ci-dessus à gauche, on observe l'entrée d'un gouffre dans un affleurement de calcaire. Et sur le schéma de droite, vous pouvez observer les principales caractéristiques d'un paysage calcaire (la plupart de ces termes ne sont pas au programme de 5ème, c'est simplement de la culture générale).

DEUXIEME PAYSAGE ETUDIE: une vallée d'une île volcanique à la Réunion.

Sur la photo ci-dessus, on observe le littoral de l'ile. on retrouve une roche sombre, presque noire appelée le basalte. Cette roche est celle que l'on retrouve à l'affleurement presque partout sur l'ile.

Sur la photo ci-dessus, vous pouvez observer une vue de l'ile de la Réunion (Haute-Terre). Les photos suivantes sont choisies pour être les plus caractéristiques par rapport aux paysages que l'on retrouve dans ce département (département 974).

Résumons tout ce que nous avons appris en étudiant les paysages ci-dessus:

- les paysages calcaires sont constitués d'une roche appelée calcaire, qui est composée de strates lorsque l'affleurement n'est pas couvert par la végétation.

- les paysages marneux sont constitués d'une roche appelée la marne, qui apparait sous la forme de couche plus ou moins épaisses, de couleur grises.

- le calcaire apparait plus solide que la marne car il est moins soumis à l'action de l'eau: on trouve néanmoins des failles, des gouffres, et des rigoles (ou des vallées comme celle de l'Hérault) qui traversent les affleurements.

- la marne apparait moins solide que le calcaire car les paysages marneux présentent de nombreuses ravines et rigoles lorsqu'ils ne sont pas protégés par la végétation.

Nous avons aussi observé qu'un sol couvert par la végétation résiste beaucoup mieux et plus longtemps à l'action de l'eau. Car les gouttes de pluies sont arrêtées par la végétation, et n'érodent pas directement la roche et le sol. L'action de l'eau sur la roche est appelée l'érosion.

Comparaison des deux paysages (paysage calcaire-marneux et paysage basaltique):

Quelles sont les principales observations ?

1°) Nous observons que la Réunion est une ile volcanique, située dans l'océan Indien. Les paysages visible sur la photo sont très différents: des forêts, des montagnes, des littoraux marins alternent. Les roches visibles sont de couleur noire ou rouge: c'est le basalte (une roche d'origine volcanique qui sera étudiée en 4ème, voir le cours de 4ème partie I: les volcans). Les forêts sont luxuriantes (très denses, avec de nombreuses espèces de végétaux et animaux).

Les photo du sud de la France (Hérault) sont très différentes car elles montrent un cours d'eau circulant entre des falaises constituées de roches claires: le calcaire. Ici la végétation n'est pas luxuriante, les forêts sont moins denses et l'eau moins présente (surtout en été qui est la mauvaise période pour les plantes dans le sud de la France).

Quelles sont les principales différences ?

2°) Il existe des différences entre ces deux paysages. On observe des roches de nature différente: du basalte qui constitue le sous-sol de la Réunion et du calcaire dans le sud de le France (c'est aussi la roche que l'on trouve dan la région parisienne). Ensuite le climat est tropical à la Réunion alors qu'il est tempéré (avec une saison sèche marquée en été) dans le sud de la France.

Ces différences climatiques entrainent des modifications de la végétation: forêts tropicales dans l'ile et garrigue (ou forêts) dans le sud de la France.

Comment interpréter les différences observées au niveau de ces 2 paysages ?

3°) Je suppose que la nature différente des roches constituant les paysages (basalte ou calcaire) et les différences de climat (tropical ou tempéré) pourraient expliquer les différences observées.

Comment expliquer que des roches affleurent par endroit dans un paysage ?

4°) Les roches sont visibles en surface (on dit qu'elles affleurent) lorsque le sol et la végétation ne les recouvrent plus. On peut supposer qu'elle affleurent parce que le sol a disparu, par exemple à la suite d'une succession d'orage qui auraient retiré une grande quantité de terre à un endroit précis, ou alors à la suite d'éboulements liés à l'eau: c'est l'érosion du sol par l'eau.

On peut donc définir l'érosion comme l'ensemble des phénomènes qui altèrent les roches, qui enlèvent des débris de roches et modifient un paysage. L'eau est le principal agent d'érosion en climat tempéré et tropical. Mais sous les climats glaciaires, la glace peut aussi jouer un grand rôle (exemple des glaciers qui charrient des milliers de tonnes de roches sur des kilomètres en avançant chaque année).

BILAN:

Les paysages de notre planète sont très différents. L’action de l’eau est visible partout car elle entraine une érosion des roches présentes à la surface et des sols (par exemple, elle creuse des vallées ou des gorges dans la roche). On appelle "action de l'érosion" tout phénomène amenant à une transformation de l'état (et parfois de la nature) des roches terrestres.

TROISIEME PAYSAGE ETUDIE: un massif granitique dans le Morvan (département de la Nièvre):

L'étude d'un paysage granitique n'est pas au programme de 5ème, mais le granite est la deuxième roche la plus courante en France et c'est la principale roche de la croûte terrestre. il est donc intéressant de l'étudier.

Le granite , est une roche réputée pour sa dureté et sa résistance. C’est ce qui explique son usage en tant que matériau de construction ainsi que dans la réalisation de pavés, bordures de trottoirs, calvaires, pierres tombales…

Pourtant, malgré ses qualités, cette roche n’est pas indestructible. Soumise aux conditions extérieures, elle finit par s’altérer. Nous allons étudier ce processus.

Sur les 2 photos ci-dessus, nous voyons clairement les différences entre le granite altéré (qui commence à se détacher en blocs plus ou moins arrondis), et l'arène granitique, souvent de couleur rouge-orangée.

D'autres photos de granite au début de leur altération. Les failles que l'on peut observer (ou les diaclases) sont bien visibles.Cliquer sur les photos pour les agrandir.

Le granite, comme toutes les autres roches présentes à la surface de la Terre, est érodé par les agents d'érosion dont l'eau est le principal en milieu tempéré.

Le schéma ci-dessous, explique rapidement les principales étapes de formation d'un chaos granitique.

La biotite, la muscovite et les feldspaths sont les minéraux qui constituent le granite. Ces noms ne sont pas au programme de 5è.

Sur ce schéma, l'affleurement est sain. Le trait noir représente la surface de l'affleurement, ce qui est visible ! Les traits bleus représentent les diaclases, des fissures par lesquelles l'eau de pluie peut s'infiltrer et pénétrer profondément dans le massif granitique. Cette eau altère le granite et l'érode peu à peu. Des particules (les constituants du granite) sont arrachées au granite et s'accumulent au pied de l'affleurement. Il s'agit d'un sable que l'on appelle arène granitique.

Lorsque l'eau s'infiltre dans les fissures et les diaclases, elle va lentement mais inexorablement entrainer l'érosion de la roche. L'arène va être entrainée au loin. de plus vous avez du remarquer que lorsqu'on place une bouteille d'eau au congélateur, celle-ci se brise lorsque l'eau se change en glace. Et bien la même chose a lieu dans la roche: lorsque de l'eau stagne dans une fissure, et que la température diminue et passe en dessous de 0°C, la roche se brise, aussi facilement que du verre.

En montagne et dans les pays à climats froids, ce phénomène, que l'on appelle la cryoclastie (pas au programme), a lieu en permanence.

Sur le schéma ci-dessus, le trait en pointillés représente le niveau de l'affleurement au début de l'érosion. On remarque qu'une grande quantité d'arène granitique est déja manquante et que les boules de granite qui se sont détachées les unes des autres commencent à s'accumuler sans ordre les unes sur les autres. Le chaos granitique commence à apparaitre.

Une fois que l'affleurement est très érodé et qu'une grande partie de l'arène granitique a été lessivée par les eaux de pluies (le lessivage se fait par l'eau de pluie qui entraine les petites particules de roches = sédiments), le chaos granitique se forme complètement, les blocs s'empilent sur une grande hauteur.

II A la découverte du paysage autour du collège

Problème: comment décrire le paysage qui nous entoure ?

Vous pouvez vous balader autour de votre collège pour essayer de découvrir les principales caractéristiques du modelé du paysage qui vous entoure. Essayez de vous poser les bonnes questions:

- à quel type de paysage correspond ce que j'observe ? Paysage naturel, paysage urbain ?

- quelle est la roche majoritaire correspondant aux affleurements que je peux observer ?

- existe-t-il une forte influence de l'eau ?

- le sol est-il bien présent ou est-il absent par endroit ?.....

Lien vers le site détaillant la sortie géologique sur les bords de Marne: lien.

Le but de cette sortie est d'appréhender l'environnement proche du collège dans le but de découvrir le sol et le sous-sol, ainsi que les structures géologiques et le cours d'eau visible près de l'établissement.

III Les propriétés des roches et le modelé des paysages

Dans le cours précédent, nous avons étudié 2 paysages très différents. Nous avons observé que leur principale différence résidait dans la roche qui constitue le sous-sol: le calcaire et la marne ou le basalte. Nous avons aussi observé que l'action de l'eau n'est pas la même sur ces 2 paysages. Le modelé, c'est-à-dire la forme du paysage, semble donc être en partie liée aux roches qui constituent son sous-sol.

Nous devons essayer de comprendre pourquoi il existe différents types de paysages et comment ils évoluent sous l'action de l'eau (c'est la problématique du chapitre) !

Ci-dessous, vous pouvez observer les résultats d'une première expérience (que vous pouvez réaliser chez vous) dans laquelle on teste la résistance de 2 roches: le calcaire et la marne.

Deux types de roches se superposent au niveau du Grand Roc: le calcaire,roche cohérente,forme une falaise alors que les marnes, roches friables,se disposent sur une pente plus douce.Ces deux roches sont différentes, ce qui expliquent la rupture de pente observée dans le paysage (la rupture de pente correspond à la différence de niveau entre le calcaire et la marne visible sur la photo de gauche). Le schéma au dessous explique ce phénomène: