Erosion

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Erosion

√Črosion

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Fichier:Bryce Canyon Hoodoo Row.jpg
Les pinacles de Bryce Canyon dans l'Utah, aux √Čtats-Unis. La roche a √©t√© fa√ßonn√©e par l'√©rosion
Roche sculpt√©e par l'√©rosion √©olienne (Eilat Mountains, Isra√ęl)
Effet de la combinaison de l'érosion éolienne et hydrique (Coyote Buttes, Vermilion Cliffs National Monument, Arizona, USA)

En géomorphologie, l’érosion est le processus de dégradation et de transformation du relief, et donc des roches, qui est causé par tout agent externe (donc autre que la tectonique).

Un relief dont le model√© s'explique principalement par l'√©rosion est dit ¬ę relief d'√©rosion ¬Ľ. Les facteurs d'√©rosion sont :

  • le climat ;
  • la pente ;
  • la physique (duret√©) et la chimie (solubilit√© par ex.) de la roche ;
  • l'absence ou non de couverture v√©g√©tale et la nature des v√©g√©taux ;
  • l'histoire tectonique (fracturation par exemple) ;
  • l'action de l'homme (pratiques agricoles, urbanisation).

L'érosion agit à différents rythmes et peut, sur plusieurs dizaines de millions d'années, araser des montagnes, creuser des vallées, faire reculer des falaises.

Des phénomènes naturels violents tels qu'une avalanche, un lahar ou un orage peuvent modifier considérablement le paysage de manière presque instantanée.

Sommaire

Mécanismes de l'érosion

√Črosion des colonnes basaltique, Islande
Makhtesh Ramon, Israel.
Sphère quasi parfaite taillée dans le granite rose de Bretagne, à Trégastel.
Nostoc ; colonie de milliards de bact√©ries primitives. La destruction du biofilm, du film bact√©rien, d'algues, ou de la cro√Ľte de lichens ou des nostocs fragilisent les sols vuln√©rables √† l'√©rosion √©olienne et hydrique

Dans les processus d'√©rosion, on distingue g√©n√©ralement trois phases distinctes :

  • destruction du mat√©riel rocheux ;
  • transport ;
  • accumulation des d√©bris.

L'√©rosion implique une d√©sagr√©gation superficielle de la roche ou du sol appel√©e m√©t√©orisation[1]. Elle se produit sur place, et produit des d√©bris. Le degr√© d'√©rosion d√©pend des caract√®res de la roche :

L'érosion mécanique

La d√©sagr√©gation m√©canique se produit sous l'action d'une force physique qui arrache des morceaux de roche plus ou moins volumineux :

  • √©clatement d√Ľ au gel ou √† la chaleur ;
  • usure par frottement : glacier, √©coulement d'eau (cavitation) ou vent ; ce sont les d√©bris charri√©s par ces facteurs (rochers, graviers, quartz ou sable) qui sont efficaces dans le processus d'√©rosion. L'√©rosion m√©canique est particuli√®rement active dans les milieux froids (gels et d√©gels) et/ou arides.

√Črosion par l'eau

Elle est m√©canique et chimique, avec comme principales alt√©rations ; l'hydroclastie, l'effet splash (impact des gouttes d'eau qui tombent sur le sol), la reptation, la solifluxion. L'√©rosion par l'eau est renforc√©e par la pente (torrents). Sur le littoral, il faut tenir compte des vagues et des courants. Dans les fleuves ou canaux, c'est le batillage qui acc√©l√®re l'√©rosion.

Si un fluide comme l'eau coule il peut se charger de particules en suspension. La vitesse de s√©dimentation est la vitesse minimale qu'un flot doit avoir pour transporter, plut√īt que d√©poser, des s√©diments et est donn√©e par la loi de Stoke :

w=\frac{(\rho_p-\rho_f)gr^2}{4.5\mu}

o√Ļ w est la vitesse de s√©dimentation, ŌĀ est la masse volumique (les indices p et f indiquent particule et fluide respectivement), g est l'acc√©l√©ration due √† la gravit√©, r est le rayon de la particule et őľ est la viscosit√© dynamique du fluide. Si la vitesse de l'√©coulement est plus grande que celle de d√©p√īt, le granulat continue vers l'aval. Comme il y a toujours des diam√®tres diff√©rents dans le flot, les plus gros se d√©posent (d√©cantation) tout en pouvant continuer √† descendre par des m√©canismes comme la saltation (collisions particules-paroi), roulant et glissant dont les traces sont souvent conserv√©es dans les rochers solides, et, peuvent √™tre utilis√©es pour estimer la vitesse du courant.

  • Le ruissellement est le type d'√©rosion le plus fr√©quent sur terre. Il peut √™tre concentr√© (torrents, oueds) ou diffus (film d'eau issus de la fonte des neiges, √©rosion littorale).
  • L'√©rosion fluviatile est produite par des cours d'eau[3].
  • Hydroclastie : alternance humectation-dessiccation
  • Effet splash : impact des gouttes d‚Äôeau sur le sol[4].
  • L'√©rosion fluvioglaciaire : la glace exerce une forte pression sur elle-m√™me qui la rend fluide et donc √©rosive avec des cailloux.

√Črosion par le vent

Arche naturelle, creus√©e par l'√©rosion, Capitol Reef National Park, √Čtats-Unis.
Phénomène d'érosion éolienne et hydrique sur sol dévégétalisé, Ile Maurice

L'érosion éolienne attaque les roches en enlevant des particules (déflation*, abrasion*) ou en polissant la surface (corrosion*). Elle est d'autant plus efficace que les obstacles sont inexistants et que le vent est puissant, régulier et chargé de poussières ou d'embruns.

Elle conduit à une dégradation environnementale sévère par l’appauvrissement des sols et le déplacement de volumes élevés de particules par le vent [5]. L’érosion éolienne est le principal facteur physique d’épuisement des terres agricoles et, par l’ensablement, constitue une des gênes majeures dans les aires urbaines et oasiennes des écosystèmes secs.

√Črosion li√©e aux diff√©rences de temp√©rature

Dans les r√©gions de forte amplitude thermique (climat continental, polaire, d√©serts, haute montagne, etc), les chocs thermiques r√©p√©t√©s par la succession des cycles jour/nuit, fend puis fait √©clater certaines roches, √† diff√©rentes √©chelles micro et/ou macroscopique ; c'est la thermoclastie.

L'√©rosion li√©e √† la temp√©rature fait √©galement intervenir l'eau comme agent d'√©rosion en pr√©sence de roches poreuses et/ou de fissures qui √©clatent en cas de gel. La cryoclastie est un exemple d'√©rosion par thermoclastie : la roche √©clate √† cause de l'alternance gel-d√©gel de l'eau qui s‚Äôinfiltre, lorsque l'eau g√®le, elle occupe plus de volume et exerce une force capable de faire exploser une roche. Les morceaux lib√©r√©s par le gel sont appel√©s g√©lifracts[6]. Le cycle gel/d√©gel est saisonnier (en Sib√©rie par exemple) ou quotidien en haute montagne.

Ce sont les processus de la gélifraction ou gélivation[7]. En montagne, la cryoclastie produit des éboulements qui s'accumulent en bas de pente pour former des éboulis ou des pierriers.

L'érosion chimique

La d√©composition chimique des roches donne naissance √† des ¬ę model√©s de d√©sagr√©gation ¬Ľ que l'on rencontre dans les massifs anciens Appalaches,Massif central.

  • Le principal processus est la dissolution, en particulier des calcaires par la pluie plus ou moins acide, on parle alors de karst.
    Article d√©taill√© : Karst.

La dissolution est une forme de m√©t√©orisation qui affecte essentiellement les massifs calcaires. Elle donne lieu √† des paysages de karst. L'eau, charg√©e en acides organiques et en dioxyde de carbone, s'infiltre par les fissures et mod√®le les roches carbonat√©es ; elle constitue un ¬ę complexe d'alt√©ration ¬Ľ[8]. Elle lib√®re les √©l√©ments chimiques de la roche sous forme d'ions dissous dans l'eau. En effet, contrairement au gr√®s silicieux, les calcaires sont particuli√®rement vuln√©rables √† la dissolution[9]. Aussi, d'autres roches et min√©raux sont solubles[10] :

    • moins de 0,05 grammes par litre de quartz
    • 1 gramme par litre pour les carbonates
    • 2,4 grammes par litre de gypse
    • 2,5 grammes pour les sulfates
    • 300 grammes par litre de sel gemme
  • L'alt√©ration chimique modifie les compos√©s chimiques des roches : hydratation, oxydation, oxydo-r√©duction, hydrolyse.
  • Dans la zone intertropicale, l'alt√©ration des roches feldspathiques par lessivage permet la formation de lat√©rites, roches rouges ou brunes constitu√©es d'hydroxydes d'aluminium et de feret qui forment une v√©ritable cuirasse √† la surface des plateaux des r√©gions chaudes et humides.
  • L'hydrolyse est le processus de rupture des liaisons chimiques des min√©raux. Elle donne naissance √† des oxydes tels que la limonite, ou des argiles et finit par former un sol.

L'érosion causée par les êtres vivants

Phénomènes exceptionnels et brutaux

Le transport

D√©placement d'un rocher, vall√©e de la Mort, √Čtats-Unis √Čtats-Unis

Le transport des mat√©riaux issus de la d√©sagr√©gation de la roche s'effectue soit sous forme dissoute dans la circulation des eaux continentales, soit sous forme solide. Dans ce dernier cas, il peut s'agir de processus gravitaires agissant √† faible distance par des processus gravitaires ou de transport √† plus longue distance quand les mat√©riaux sont pris en charge par un agent de transport : glacier, eau, vent. Les mat√©riaux transport√©s peuvent √©ventuellement √™tre stock√©s, cr√©ant des accumulations s√©dimentaires, avant d'√™tre de nouveau mis en mouvement. √Ä long terme, ils aboutissent dans les mers et les oc√©ans.

  • La masse de mat√©riaux transport√©s sous forme dissoute par les eaux continentales est importante. C'est le processus essentiel des r√©gions karstiques.
  • De multiples processus gravitaires (√©boulement, avalanche, reptation, ruissellement, solifluxion) nourrissent un manteau d'alt√©ration √† proximit√© imm√©diate de la zone source. Sur les versants ou √† leur base, on trouve des c√īnes de d√©jection, des c√īnes d'√©boulis ou des talus d'√©boulis.
  • Les glaciers transportent des mat√©riaux de toute taille( blocs erratiques, moraines, sables).

Sur le long terme, la s√©dimentation des d√©bris donne naissance √† des roches d√©tritiques. Le vent constitue un formidable agent de transport, en particulier dans les r√©gions d√©sertiques. Le vent peut aussi transporter des graviers et du sable (par saltation) et des limons (par suspension) √† partir de zones de (d√©flation). Ils emportent et d√©posent les lŇďss parfois √† des milliers de kilom√®tres de leur lieu d'origine.

Les modelés de l'érosion

Antelope Canyon, √Čtats-Unis

L'érosion use le matériel rocheux et façonne des formes très diverses.

Les formes en creux

Canyon de la Fish River, Namibie

L'√©rosion peut creuser la roche et donner naissance √† des model√©s de dissection[11] :

Le ravinement affecte les paysages nommés "enfers" en France ou bad lands en Amérique du Nord. Les précipitations, en coulant sur les pentes constituées de matériaux meubles (argile, sédiments), creusent des rigoles et des sillons.

Les autres formes

Pinacles dans le désert australien

L'érosion peut donner naissance à des modelés d'accumulation[12]

Le littoral

Article d√©taill√© : √Črosion du littoral.
Un produit de l'√©rosion du littoral : l'arche naturelle de la Manneporte, Etretat, France
Ensablement de la baie du Mont-Saint-Michel, France

Le recul et la transformation des littoraux d√©pendent de tr√®s nombreux facteurs :

  • la configuration de la c√īte ;
  • la nature de la roche ;
  • la force et l'orientation des courants, des vagues, de la d√©rive littorale et de la houle ;
  • la pr√©sence de galets ;
  • l'anthropisation.

On peut donc avoir plusieurs cas de figure :

  • littoral √† falaise diff√©rent selon les roches ;
  • les calanques appartiennent au relief karstique ;
  • les rias, abers et fjords ;
  • les marais, deltas, estuaires ;
  • les dunes.

L'érosion des sols agricoles

Article d√©taill√© : R√©gression et d√©gradation des sols.
Risque d'√©rosion des sols (Europe m√©diterran√©enne)       faible       mod√©r√©e       √©lev√©       lacs, mers, oc√©ans       roche nue       zones urbaines       absence de donn√©e       en dehors de l'objet de l'√©tude
√Črosion des sols

L‚Äô√©rosion des sols agricoles produit des cro√Ľtes (gypseuses ou calcaires), des cuirasses ferrugineuses et lat√©ritiques Cette √©rosion est due en grande partie √† l'action de l'homme :

  • les d√©frichements ;
  • les m√©thodes agricoles intensives, la monoculture, la culture en rang espac√©s, la m√©canisation, le labour, le sol nu en p√©riode hivernale, le d√©frichage, les sillons dans le sens de la pente, etc ;
  • les am√©nagements routiers et urbains augmentent les surfaces de ruissellement ;
  • le surp√Ęturage: dans les pays du Sahel, la d√©sertification est la cons√©quence du surp√Ęturage ;
  • le remembrement des ann√©es 1960 , en France, a abouti √† l'augmentation de la taille des parcelles et corr√©lativement √† la suppression des haies, des talus et des foss√©s. Les surfaces en cultures de printemps, encourag√©es par les subventions, augmentent (tournesol, ma√Įs, betterave) et laissent la terre √† nu en hiver. Les terrains pentus sont progressivement colonis√©s par la vigne. Enfin, la destruction des plantes adventices par les herbicides laisse le sol √† nu entre les plants cultiv√©s.
  • les zones d√©truites par les incendies sont particuli√®rement expos√©es √† l'√©rosion.

Notes et références

  1. ‚ÜĎ Max Derruau, Les formes du relief terrestre. Notions de g√©omorphologie, Paris, Armand Colin, 1969, 2001, 8e √©dition, ISBN 2200210140, page 11
  2. ‚ÜĎ Pierre Pech, Herv√© Regnauld, G√©ographie physique, PUF, 1992, page 241
  3. ‚ÜĎ Roger Brunet (dir.), Les Mots de la g√©ographie, Paris, Reclus-La Documentation fran√ßaise, 1993, ISBN 2110030364, article ¬ę fluviatile ¬Ľ, page 219.
  4. ‚ÜĎ Pierre Pech, Herv√© R√©gnauld, G√©ographie physique, Paris, PUF, 1992, ISBN 9782130447351, p.246
  5. ‚ÜĎ Mainguet Monique et Dumay Fr√©d√©ric, 2006. Combattre l'√©rosion √©olienne : un volet de la lutte contre la d√©sertification. Les dossiers th√©matiques du CSFD. Num√©ro 3. 44 pp.
  6. ‚ÜĎ Paysages et √©rosion. La Terre √† visage d√©couvert, page 10
  7. ‚ÜĎ Le terme ¬ę g√©lifraction ¬Ľ est un anglicisme ; le terme appropri√© en fran√ßais est ¬ę g√©livation ¬Ľ ; lire Max Derruau, Les formes du relief terrestre. Notions de g√©omorphologie, Paris, Armand Colin, 1969, 2001, 8e √©dition, ISBN 2200210140, page 11
  8. ‚ÜĎ Max Derruau, Les formes du relief terrestre. Notions de g√©omorphologie, Paris, Armand Colin, 1969, 2001, 8e √©dition, ISBN 2200210140, page 11
  9. ‚ÜĎ Paysages et √©rosion. La Terre √† visage d√©couvert, page 9
  10. ‚ÜĎ Pierre Pech, Herv√© Regnauld, G√©ographie physique page 247 ; Paysages et √©rosion. La Terre √† visage d√©couvert, page 10
  11. ‚ÜĎ Pierre Pech, Herv√© R√©gnauld, G√©ographie physique, Paris, PUF, 1992, ISBN 9782130447351, p.238
  12. ‚ÜĎ Pierre Pech, Herv√© R√©gnauld, G√©ographie physique, Paris, PUF, 1992, ISBN 9782130447351, p.238

Voir aussi

Bibliographie

  • Jean Riser, √Črosion et paysages naturels, Flammarion, Paris, 1995
  • P. Birot, Les processus d'√©rosion √† la surface des continents, Masson, Paris, 1981
  • M. Derruau, Pr√©cis de g√©omorphologie, Masson, Paris, 1988
  • G. Rougerie, N. Beroutchachvili, G√©osyst√®mes et paysages. Bilan et m√©thode, Colin, Paris, 1991
  • Jean Demangeot, Les milieux ¬ę naturels ¬Ľ du globe, Masson, Paris, 1984, 1990
  • Pierre Pech, G√©omorphologie dynamique : L'√©rosion √† la surface des continents, Armand Colin, Paris, 1999, ISBN 2200017960
  • Yvette Veyret, L'√©rosion entre nature et soci√©t√©, CDU SEDES, Paris, 1997, ASIN 2718191899
  • Rene Neboit, L'Homme et l'√©rosion. L'√©rosion des sols dans le monde, Presses universitaires Blaise-Pascal Clermont-Ferrand (PUBP), 1991, ISBN 2845160623
  • Paysages et √©rosion. La Terre √† visage d√©couvert, TDC n¬į749, 1-15 f√©vrier 1998, Paris, CNDP
  • La mesure de l'√©rosion, dans le Sp√©cial √©rosion des Cahiers ORSTOM, s√©rie "P√©dologie", 1987
  • L'√©corce terrestre, dans Pour la Science, n¬į hors-s√©rie, juin 1995.
  • Pierre Pech, Herv√© Regnauld, G√©ographie physique, PUF, Paris, 1992.
  • Roger Brunet (dir.), Les mots de la g√©ographie. Dictionnaire critique., Reclus, La Documentation Fran√ßaise, Paris, 1993.
  • Schmittner Karl-Erich and Giresse Pierre, 1999. The impact of atmospheric sodium on erodibility of clay in a coastal Mediterranean region. Environmental Geology: 37/3: 195-206.

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