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Définition de l'altération
L'altération est un processus côtier que l'on confond souvent avec l'érosion. Il est important de se rappeler qu'il ne s'agit pas de la même chose, bien qu'ils se produisent parfois ensemble. La définition de l'altération est la suivante :
Lesintempéries désignent les roches qui se décomposent et se désintègrent in situ, ou sur place.
En quoi cela diffère-t-il de l'érosion ? Alors que l'altération se produit in situ sans mouvement de roches et de minéraux, l'érosion implique le transport de roches et de minéraux par des facteurs tels que l'eau, la glace et les vagues.
L'altération et l'érosion impliquent toutes deux la décomposition d'un matériau (la roche). Il est essentiel d'établir clairement la différence entre les deux dans tes réponses à l'examen.
Types d'altération
Il existe deux principaux types d'altération :
- l'altération mécanique
- L'altération chimique
Cela dit, il existe un troisième type d'altération, à savoir l'altération biologique. Cependant, il ne s'agit pas d'un type d'altération distinct, mais d'une combinaison d'altérations mécaniques ou chimiques et d'un facteur biologique.
Lorsque tu parles des intempéries dans tes réponses aux examens, essaie d'être précis sur le type d'altération dont tu parles. Cela montre une plus grande profondeur de compréhension et peut t'aider à obtenir les meilleures notes.
L'altération mécanique
L'altération mécanique, également connue sous le nom d'altération physique, est obtenue par des processus physiques, tels que les fluctuations de température, l'action du gel et l'abrasion. La roche est brisée ou désintégrée en raison de divers facteurs physiques.
L'altération mécanique implique la désintégration ou l'éclatement des roches en plus petits morceaux sans modification de la composition chimique.
Bien qu'il existe différents types d'altération et de processus d'altération, étant donné que nous nous intéressons principalement aux côtes, nous nous pencherons sur les types d'altération qui concernent les paysages côtiers, à savoir :
- Croissance des cristaux d'eau salée
- L'altération par le gel
- L'humidification et le séchage
Examinons un peu plus en détail les processus mécaniques d'altération applicables aux côtes.
Croissance des cristaux d'eau salée
Lorsque l'eau de mer salée s'accumule dans les fissures des rochers, des cristaux se forment lorsque cette eau salée s'évapore, ne laissant que les particules de sel. Lorsque les températures augmentent, les cristaux se réchauffent et se dilatent. Les cristaux exercent une pression énorme sur la roche, ce qui la fait se briser. Un autre nom pour la croissance des cristaux d'eau salée est l'haloclastie.
Les climats arides où les températures chaudes provoquent une forte évaporation et les zones situées le long des côtes sont les climats les plus courants où tu verras des processus de croissance de cristaux de sel.
Un exemple d'altération par le sel est ce qu'on appelle un tafone(pluriel : tafoni), une cavité de petite ou grande taille dans les roches. Elles ressemblent souvent à des nids d'abeilles ou à du fromage suisse. L'un des endroits où l'on peut trouver des tafones est à Elgon, sur l'île de Skye.
Fig. 1 - Tafone à Elgol, sur l'île de Skye
L'altération par le gel
L'altération par le gel, également connue sous le nom de coincement de la glace, est en fait un terme collectif désignant les différents processus impliquant la glace, tels que le gel-dégel, le coincement du gel et l'éclatement du gel.
Legel-dégel, également connu sous le nom de croissance des cristaux de glace, se produit lorsque l'eau s'infiltre dans les fissures de la roche, gèle et dégèle. Lorsque l'eau gèle, elle se dilate, ce qui a pour effet de fissurer encore plus la roche environnante ; nous appelons ce processus le coincement de la glace. Ensuite, lorsque les températures augmentent, la glace dans les fissures fond, laissant derrière elle une fissure plus grande. Lorsque ce cycle se répète, les fissures continuent de s'agrandir, affaiblissent la roche et finissent par la briser, un processus appelé éclatement par le gel.
Les tors, de grands affleurements rocheux autonomes qui s'élèvent brusquement par rapport aux pentes lisses et douces qui les entourent, sont un exemple de la façon dont l'érosion et l'altération affectent la roche. Tu peux en voir un exemple dans le parc national de Dartmoor.
Fig. 3 - Un tor, exemple d'altération par le gel dans le parc national de Dartmoor
Humidité et séchage
L'humidification et le séchage sont fréquents le long des côtes. Les côtes sont souvent riches en argile ; ces sols riches en argile se dilatent lorsqu'ils sont humides et se contractent lorsqu'ils sont secs. Ce processus d'expansion et de contraction fissure les roches, les rendant vulnérables au gel-dégel et à la cristallisation du sel.
Un exemple est le Wash, un estuaire situé sur la côte est de l'East Anglia, au Royaume-Uni. Cet estuaire est situé sur la côte et contient beaucoup d'argile. Cette argile est souvent mouillée puis sèche, ce qui la fissure.
Fig. 4 - L'estuaire de Wash en East Anglia, un exemple de mouillage et de séchage.
Effets de l'altération mécanique sur les côtes
Le tableau ci-dessous résume les informations mentionnées ci-dessus et les effets sur les côtes en particulier.
| Processus d'altération | Effet sur les côtes |
| Croissance des cristaux d'eau salée | L'eau salée s'accumule dans les fissures des rochers et des falaises ; les températures chaudes (er) évaporent l'eau et laissent les cristaux de sel. La chaleur dilate les cristaux, exerçant une pression énorme sur la roche, ce qui provoque sa désintégration. C'est le principal phénomène d'altération qui se produit dans les zones côtières. |
| Gel-dégel | L'eau s'accumule dans les fissures des roches. Cette eau gèle, ce qui la fait se dilater et crée une fissure plus importante. Lorsqu'elle dégèle, l'eau est libérée de la fissure, laissant derrière elle une fissure plus grande qu'auparavant. Le gel et le dégel répétés finissent par provoquer la fissuration/désintégration de la roche. Ce type d'altération est le plus efficace sur les côtes des hautes latitudes où les précipitations sont importantes. |
| Humidification et séchage (altération de la couche d'eau) | Le sol riche en argile que tu trouves souvent sur la côte se dilate lorsqu'il est mouillé et se contracte lorsqu'il est sec. L'expansion et la contraction constantes conduisent la roche riche en argile à se fissurer. Cette expansion et cette contraction des minéraux sont plus efficaces sur l'argile et dans les environnements micro-marins. |
Tableau 1
Altération chimique
L'altération chimique implique la décomposition des roches en raison d'une réaction chimique entre la roche et l'eau. Ce type d'altération modifie la composition chimique d'une roche.
Comment fonctionne l'altération chimique ? L'eau de pluie et l'eau de mer peuvent être des acides faibles. Les roches étant déjà relativement instables sur le plan chimique, l'eau, le plus souvent en combinaison avec d'autres substances chimiques, telles que l'oxygène et le dioxyde de carbone, modifiera la composition de la roche, ce qui conduira progressivement à sa désintégration.
On trouve plusieurs types d'altération chimique le long des côtes :
| L'altération chimique | Effet |
| Hydrolyse | Ce phénomène se produit dans certaines roches qui sont (partiellement) composées de minéraux qui réagissent à l'eau ou aux produits chimiques contenus dans l'eau. Ces minéraux se décomposent au contact de l'eau, ce qui réduit la résistance aux intempéries. La roche finit par se désintégrer. |
| Solution | La solubilité des minéraux des roches dans l'eau dépend de la température et de l'acidité de l'eau. Le calcaire est particulièrement sensible à la carbonatation, même s'il est moins soluble dans l'eau de mer. Lorsque l'eau, riche en acide carbonique, pulvérise la roche, elle entraîne une altération en nid d'abeille (voir l'exemple du tafone). |
| La carbonatation | La carbonatation va attaquer le carbonate de calcium des calcaires et autres roches carbonatées. Cela finira par affaiblir la roche, entraînant sa décomposition. |
| Hydratation | Lorsque les minéraux absorbent de l'eau, ils affaiblissent leur structure cristalline, ce qui rend la roche plus sensible aux autres processus d'altération. |
| Chélation | Les racines des plantes et la matière organique en décomposition produisent des acides organiques. Ces acides se lient aux ions métalliques, ce qui provoque l'altération. |
| Oxydation | Ce phénomène se produit lorsque des éléments ferreux sont présents dans la roche. Lorsqu'ils entrent en contact avec l'eau, ils rouillent, ce qui entraîne la désintégration des roches. |
Tableau 2
Comme nous l'avons mentionné, l'altération chimique se produit lorsque les roches et l'eau ont une réaction chimique. Le calcaire en est un exemple. Lorsque l'eau de pluie est mélangée au dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère, elle forme de l'acide carbonique. Lorsque l'acide carbonique réagit avec le carbonate de calcium du calcaire, il forme du bicarbonate de calcium. Le bicarbonate est soluble dans l'eau. Ainsi, lorsque la carbonatation se produit, le calcaire s'altère, ce qui affaiblit une falaise de calcaire.
Fig. 5 - Calcaire altéré (à droite) et calcaire non altéré (à gauche) à State College, Pennsylvanie, États-Unis.
Altération biologique
Comme nous l'avons déjà mentionné, l'altération biologique peut également avoir un effet, bien qu'il s'agisse souvent d'une combinaison d'altération mécanique ou chimique avec un agent biologique.
On parle d'altération biologique lorsque les plantes, les animaux et les microbes affaiblissent la roche qui finira par se désintégrer.
Il existe plusieurs agents biologiques responsables de l'altération biologique. Examinons-les plus en détail.
Les plantes
Comme tu le sais, les plantes ont besoin de racines pour obtenir l'eau et les nutriments nécessaires à leur croissance. Cependant, ces racines peuvent s'enfoncer dans les fissures des roches. Lorsque les racines continuent à pousser dans ces fissures, agissant comme un coin, elles exercent une pression sur la roche jusqu'à ce qu'elle se fissure encore plus et finisse par se désintégrer. Le même processus peut se produire lorsque des graines tombent dans les fissures et commencent à pousser.
Rappelle-toi : les fissures dans les roches font partie de l'altération mécanique. Les racines des plantes qui poussent dans les fissures relèvent de l'altération biologique.
Les animaux
Les animaux fouisseurs, comme les lapins et les taupes, peuvent déplacer des fragments de roches vers la surface. Non seulement les roches exposées seront elles-mêmes susceptibles de subir une altération mécanique ou chimique, mais les fissures et les crevasses laissées derrière elles (à la place des roches déplacées) sont maintenant ouvertes à l'altération mécanique et chimique.
Outre les animaux fouisseurs, il existe également des espèces qui forent les rochers, comme les piddocks(Pholadidae), une espèce de mollusque. En s'enfonçant dans la roche, ils créent des ouvertures qui sont alors susceptibles d'être altérées par les intempéries. Ils sécrètent également des substances chimiques qui peuvent dissoudre les roches.
Fig. 7 - Les piddocks s'enfoncent dans la roche, un exemple d'altération biologique par les animaux.
Les lichens
Les lichens sont des agents biologiques qui provoquent une altération mécanique. Le lichen, que l'on trouve souvent sur la côte, pousse à la surface d'une roche et produit des substances chimiques organiques qui peuvent décomposer la couche externe de la roche en modifiant sa composition chimique.
Les lichens, l'un des premiers organismes vivants à s'installer sur une roche stérile, sont constitués d'algues et de champignons, deux organismes qui dépendent l'un de l'autre par leur interaction. L'un (l'algue) produit de la nourriture, et l'autre (le champignon) fournit de l'eau et de la protection. Les lichens produisent une solution diluée et acide qui peut lentement provoquer la décomposition de certains minéraux de la roche.
Fig. 8 - Lichen sur des roches, un exemple d'altération biologique par une combinaison d'algues et de champignons.
Rappelle-toi : si le composé lui-même est produit par un processus biologique, ils résultent d'une réaction biochimique. Ces réactions vont accélérer l'altération chimique et mécanique. Cependant, comme le processus commence par un agent biologique, le lichen, il est classé dans la catégorie de l'altération biologique.
Exemples d'altération
Comme tu l'as remarqué, plusieurs exemples d'altération ont été mentionnés tout au long de cette explication. Résumons ces exemples :
| Exemple | Effet |
| Croissance de cristaux d'eau salée | Un tafone, par exemple à Elgon sur l'île de Skye. |
| Altération par le gel | Un tor, que tu peux trouver dans le parc national de Dartmoor. |
| Mouillage et séchage | L'estuaire de Wash sur la côte de l'East Anglia, au Royaume-Uni. |
| Altération chimique | Le calcaire peut se carboniser, ce qui le rend sensible aux intempéries et affaiblit une falaise de calcaire. |
| Plantes | Les racines ou les graines poussent dans/à travers les fissures de la roche, ce qui finit par la désagréger. |
| Animaux | Les animaux fouisseurs ou foreurs de roches peuvent déplacer les roches vers la surface où elles sont exposées aux intempéries ; ces animaux sécrètent également des substances chimiques qui provoquent la dissolution des roches. |
| Les lichens | Les lichens produisent des acides qui décomposent la roche. |
Tableau 3
L'altération des roches - Points clés
- L'altération signifie que les roches se décomposent et/ou se désintègrent sur place . Cela signifie que le processus se produit sur place , contrairement à l'érosion, qui signifie le transport des minéraux et des roches.
- Il existe trois types d'altération :
- mécanique
- chimique
- biologique
- L'altération mécanique est obtenue par des processus physiques tels que le gel et le dégel, et elle implique la désintégration des roches en petits morceaux.
- L'altération chimique implique la décomposition des roches par des réactions chimiques, ce qui modifie la composition chimique d'une roche.
- L'altération biologique peut être causée par les plantes, les animaux et les lichens. Ce processus se produit en même temps que l'altération mécanique ou chimique.
Références
- Fig. 1 - Tafone à Elgol, Isle of Skye (https://en.wikipedia.org/wiki/File:Tafoni_at_Elgol,_Isle_of_Skye.jpg) par Kalense (https://en.wikipedia.org/wiki/User:Kalense) sous licence CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.en)
- Fig. 3 - Exemple d'altération par le gel dans le parc national de Dartmoor (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Haytor_main_buttress2.jpg) par Herby (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Herbythyme) sous licence CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en)
- Fig. 4 - L'estuaire du Wash, un exemple de mouillage et de séchage (https://en.wikipedia.org/wiki/File:Dried_mud_creeks_on_the_shores_of_the_Wash_-_geograph.org.uk_-_10669.jpg) par Alan Parkinson (https://www.geograph.org.uk/profile/117) sous licence CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/deed.en)
- Fig. 7 - Altération biologique par des animaux foreurs de roches (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pholades_niches.jpg) par lamiot (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Lamiot) Licensed by CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en)
- Fig. 8 - Altération biologique par microoranisme : Lichen (https://en.wikipedia.org/wiki/File:Lava_z14.jpg) par Zayance (pas de profil disponible) Licensed by CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/deed.en)
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