Le cycle des roches

Le cycle des roches

Une roche est instable et est altérée au contact de l'atmosphère. Elle est formée dans des conditions de haute pression et de haute température, dès que l’on change ces conditions, elle s’altère.

Cycle de la roche (2MA):

Roche en surface s’altère, elle perd ses capacités mécaniques: c’est l’érosion. Elle est ensuite transportée (pluie, rivière, vent,...) jusqu’à la mer ou elle se sédimente. Elle se re-transforme en roche (différente de celle d’origine), c’est la diagénèse. Par des phénomènes tectoniques, anatexie ou des phénomènes de métamorphisme, elle remonte à la surface, en haut des montagnes et est soumise de nouveau à l’altération. Ce cycle dépend donc grandement du cycle de l’eau qui lui même dépend du soleil.

L’altération

Altération mécanique

-Discontinuité mécaniques des roches (=fissures)

Les propriétés mécaniques d’une roche sont sa dureté, sa densité, sa réaction à l’abrasion,... Sur les discontinuités mécaniques et là où il n’y en a pas, on observe une extrême différence dans ces propriétés mécaniques.

Il existe plusieurs type de discontinuité mécanique:

*Joints de stratification: la sédimentation dépend des conditions météorologiques extérieures. Si ces dernières changent, la sédimentation se fait d’une manière différente ce qui engendre le dépôt de différentes couches de boue. La boue se vide ensuit de son eau et cet assèchement est plus ou moins lent selon les couches de boue ce qui provoque des glissements entre les couches et des discontinuités mécaniques.

*Joints de retrait thermique: une lave qui refroidi par exemple peu soit refroidir de manière lente en se rétractant, soit de manière brutale qui entraine la formation de discontinuités mécaniques.

*Joints de contraintes: une couche de sédimentation qui subit le rapprochement de deux plaques se fissure. Les discontinuités mécaniques sont alors appelés des joints de contraintes ou des diaclases. Si elles bougent les unes par rapport aux autres, on les nomment failles.

Il existe de rares massifs rocheux sans discontinuité mécaniques.

-Ecroulements

Ils sont favorisés par l’eau qui s’infiltre dans les discontinuités mécaniques. L’eau peut lubrifier deux roches qui glissent l’une sur l’autre, geler et ainsi gonfler jusqu’à ce qu’une roche cède (cryoclastie), ou encore, les écroulement peuvent être causés à cause des propriétés hydrostatiques de l’eau. C’est à dire que si l’on émet une pression sur une goutte d’eau, la pression va être répercutée dans tout les sens contrairement à quand on émet une pression sur un solide. Ici, si on émet une pression sur un massif rocheux, la pression va se répercuter entre toutes les discontinuités mécaniques.

L’écroulement va ensuite permettre l’érosion des roches misent à découvert.

Les écroulements sont un danger pour la population (ex: écroulement Granier en 1248). Ils peuvent être attendus comme celui de la Séchilienne qui devrait avoir lieu en période humide et donc en période de crue. Les roches barreraient la rivière en contrebas qui formeras un lac de barrage qui lui même exerceras une pression extrême sur les roches qui céderons ce qui engendreras une énorme vague. Étant attendu, on peut le prévenir: la mise en place d’un tunnel qui empêcherait la formation du lac est en cours.

-Glissements de terrain

C’est un phénomène plus lent lié à la pente et à l’eau. Un glissements qui débute n’est pas forcément obligé de descendre jusque dans la vallée, il peut très bien s’arrêter avant comme redémarrer.

Hydrolyse

L’hydrolyse=destruction des minéraux par l’eau. À 99%, les roches sont composées de minéraux, soit silicates (SiO2-), soit carbonates (CO3).

-Carbonates

Carbonate de calcium CaCO3 (Calcite) constitue le calcaire.

CaCO3 + H2O + CO2 ⇄ Ca(CO3H)2

Ca(CO3H)2=bicarbonate de calcium (soluble)

Une goutte d’eau chargée de CO2 du a son passage dans l’atmosphère tombe sur une plaque de CaCO3. Elle s’y infiltre et arrive à une grotte formée par la dissolution de la calcite. A cet endroit, la goutte ne contient plus de CO2 et se re-transforme donc selon la réaction réversible, en CaCO3 ce qui est à l’origine des stalactites. Si la goutte tombe: stalagmite.

-Silicates

Prenons l’exemple de l’orthose (feldspath rose). La réaction avec l’eau est différente selon le climat:

*Climat tempéré

2 KAlSi3O8 + 11 H2O ⟶ Si2O5Al2(OH4) + 4 Si(OH4) + 2 K+ + 2 OH-

argile (kaolinite) sable

La réaction est non réversible. Il ne peut pas y avoir un retour vers le feldspath.

*Climat tropical

KAlSi3O8 + 8 H2O ⟶ Al(OH)3 + 3 Si(OH4) + K + OH

hydroxyde sable

Hydrolyse du granite

Le granite est très présent à la surface de la Terre et est composé de feldspath, de quartz et de mica. Or on sait que le feldspath réagi différemment avec l’eau selon le climat.

Lorsque de l’eau tombe sur une plaque de granite, elle va s’infiltrer dans les discontinuités mécaniques et va réagir avec le granit et notamment les feldspaths.

-Climat tempéré

Il y a arénisation: le granit en contact avec l’eau va au fur et à mesure se transformer en argile. Certaines partie du granite ne va

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