Érosion est la combinaison de processus qui décomposent roches, sol et minéraux, se transformant finalement en sédiment. D'autre part, la désintégration ou altération de la surface rocheuse dans sa position naturelle ou d'origine par des processus physiques, chimiques et biologiques induits ou modifiés par le vent, l'eau et le climat.

Altération sphéroïdale
Altération sphéroïdale (l'altération sphéroïdale est plus fréquente chez les roches ignées, notamment granit et types de roches similaires. Il est plus susceptible d'être trouvé dans les climats chauds, où l'altération mécanique par le gel de la glace est moins probable.)

L'altération implique des processus physiques, chimiques et biologiques qui agissent séparément ou plus souvent ensemble pour provoquer la fragmentation et la décomposition des matériaux rocheux. La décomposition physique provoque la désintégration mécanique de la roche et dépend donc de l'application de la force. L'altération consiste à briser la roche en minéraux ou particules en formation sans perturber les minéraux en formation. Les principales sources d'altération physique sont l'expansion et la contraction de la chaleur, l'érosion des matériaux qui se chevauchent, le relâchement de la pression sur la roche, alternativement le gel et le dégel de l'eau, la dissolution de l'eau entre les fissures et les fissures de la roche, la croissance des plantes et des organismes dans la roche. Organismes dans la roche. L'échange de roches implique généralement une détérioration chimique dans laquelle la composition minérale de la roche est modifiée, réarrangée ou redistribuée. Les minéraux de la roche sont soumis à une dissolution, une carbonatation, une hydratation et une oxydation avec de l'eau en circulation. Ces effets sur l'altération des minéraux s'ajoutent aux effets des organismes vivants et des plantes en tant qu'extraction d'éléments nutritifs vers les roches.

Après la rupture de la roche, les matériaux restants provoquent un sol avec des matières organiques. La teneur en minéraux du sol est déterminée par le matériau d'origine ; par conséquent, un sol issu d'un seul type de roche peut souvent manquer d'un ou plusieurs minéraux nécessaires à une bonne fertilité, alors qu'un sol ventilé issu d'un mélange de types de roche (tels que glaciaire, éolien ou alluvial Cautions) rend généralement les sols plus fertiles. De plus, la majeure partie de la Terre reliefs et les paysages sont le résultat de processus de décomposition associés à l'érosion et à la réaccumulation.

Expliquez la désintégration ou la dissolution des roches et des minéraux à la surface de la Terre. L'eau, la glace, les acides, les sels, les plantes, les animaux et les changements de température sont toutes des conditions météorologiques.

Une fois qu'une roche est déchiquetée, un processus appelé érosion élimine les fragments de roche et de minéraux. Aucune roche sur terre ne peut résister à l'érosion.

Les intempéries et l'érosion modifient constamment le paysage rocheux de la Terre. L'usure abrase les surfaces exposées au fil du temps. Le temps d'exposition contribue généralement à la vulnérabilité d'une roche aux conditions météorologiques. Les roches enfouies sous d'autres roches, comme la lave, sont moins sensibles à l'usure et à l'érosion que les roches exposées au vent et à l'eau.

C'est la première étape de la production de sol dans des conditions météorologiques car il lisse les surfaces rocheuses dures et pointues. De petits morceaux de minéraux usés se mélangent avec des plantes, des restes d'animaux, des champignons, des bactéries et d'autres organismes. Un seul type de roche altérée produit généralement un sol infertile, les matériaux altérés de la collection de roches sont plus riches en diversité minérale et contribuent à un sol plus fertile. Les types de sols associés au mélange de roches altérées comprennent des dépôts intacts et alluviaux jusqu'au givrage.

Photo de Stephen Marshak (Essentials of Geology)

Altération physique ou altération mécanique

Altération physique, également appelée altération mécanique ou désagrégation, est une classe de processus qui provoquent la rupture des roches sans changement chimique. Le principal processus d'altération physique est l'abrasion (le processus par lequel les clips et autres particules sont réduits en taille). Température, pression, congélation, etc. L'altération physique peut se produire pour des raisons. Par exemple, les fissures résultant de l'altération physique augmenteront la surface exposée à l'effet chimique, augmentant ainsi le taux de désintégration.

Calage au gel : L'eau gelée fait exploser les tuyaux et casse les bouteilles ; car l'eau se dilate lorsque les parois du récipient gèlent et poussent. Le même phénomène se produit sur le rocher. Lorsque l'eau coincée dans un joint gèle, elle force le joint à s'ouvrir et peut provoquer la croissance du joint. Ces cales de congélation permettent de libérer les blocs du socle rocheux solide.

Calage au sel: Dans les climats arides, le sel dissous dans les eaux souterraines précipite et se développe sous forme de cristaux dans les pores ouverts des roches. Ce processus, appelé calage du sel, écarte les grains environnants et affaiblit la roche de sorte que lorsqu'elle est exposée au vent et à la pluie, la roche se désintègre en grains séparés. Le même phénomène se produit le long de la côte, où le brouillard salin s'infiltre dans la roche puis sèche.

Calage des racines: Avez-vous déjà remarqué comment les racines d'un vieil arbre peuvent casser un trottoir ? Au fur et à mesure que les racines poussent, elles exercent une pression sur leur environnement et peuvent pousser les articulations ouvertes dans un processus connu sous le nom de coincement des racines.

Dilatation thermique: Lorsque la chaleur d'un feu de forêt intense fait cuire une roche, la couche externe de la roche se dilate. Au refroidissement, la couche se contracte. Ce changement crée des forces dans la roche suffisantes pour que la partie extérieure de la roche se détache en morceaux en forme de feuille. Des recherches récentes suggèrent que la chaleur intense des rayons du soleil balayant les roches sombres dans un désert peut provoquer la fracture des roches en fines tranches.

Attaque animale: La vie animale contribue également à l'altération physique : les créatures fouisseuses, des vers de terre aux spermophiles, ouvrent des fissures et déplacent des fragments de roche. Et au cours du siècle dernier, les humains sont peut-être devenus l'agent d'altération physique le plus énergique de la planète. Lorsque nous creusons des carrières, des fondations, des mines ou des plates-formes en creusant et en dynamitant, nous brisons et déplaçons des roches qui, autrement, seraient restées intactes pendant des millions d'années supplémentaires.

Bryce Canyon Parc national

Altération chimique

L'altération chimique modifie la composition des roches, les transformant souvent lorsque l'eau interagit avec les minéraux pour créer diverses réactions chimiques. L'altération chimique est un processus graduel et continu à mesure que minéralogie de la roche s'adapte à l'environnement proche de la surface. Des minéraux nouveaux ou secondaires se développent à partir des minéraux originaux de la roche. Dans ce domaine, les processus d'oxydation et d'hydrolyse sont les plus importants. L'altération chimique est favorisée par des agents géologiques tels que la présence d'eau et d'oxygène, ainsi que par des agents biologiques tels que les acides produits par le métabolisme microbien et racinaire des plantes.

Procédé selon la montagne le soulèvement des blocs est important car il expose de nouvelles strates rocheuses à l'atmosphère et à l'humidité, permettant ainsi une altération chimique importante ; une libération importante de Ca2+ et d’autres ions se produit dans les eaux de surface.

Dissolution: L'altération chimique au cours de laquelle les minéraux se dissolvent dans l'eau est appelée dissolution. La dissolution affecte principalement les sels et les minéraux carbonatés (Fig. B.6a, b), mais même quartz se dissout légèrement.

Hydrolyse: Lors de l'hydrolyse, l'eau réagit chimiquement avec les minéraux et les décompose (lyse signifie relâcher en grec) pour former d'autres minéraux. Par exemple, les réactions d'hydrolyse dans feldspath produire de l'argile.

Oxydation: Les réactions d'oxydation dans les roches transforment les minéraux ferrifères (tels que biotite ainsi que pyrite) dans un mélange brun rouille de divers minéraux d'oxyde de fer et d'hydroxyde de fer. En effet, les roches ferrugineuses peuvent « rouiller ».

par IV: l'absorption d'eau dans la structure cristalline des minéraux provoque l'expansion de certains minéraux, tels que certains types d'argile. Une telle expansion affaiblit la roche.

Altération organique ou biologique

Un certain nombre de plantes et d'animaux peuvent créer une altération chimique par la libération de composés acides, c'est-à-dire que l'effet de la croissance de la mousse sur les toits est classé comme altération. L'altération des minéraux peut également être initiée ou accélérée par les micro-organismes du sol. On pense que les lichens sur les roches augmentent les taux d'altération chimique.

Certaines plantes et certains animaux peuvent provoquer une altération chimique par la libération de composés acides, c'est-à-dire la classification des algues cultivées sur le toit comme une dégradation. L'altération des minéraux peut également être initiée ou accélérée par les micro-organismes du sol. On pense que les lichens sur les rochers augmentent les taux d'altération chimique.

Les formes les plus courantes d'altération biologique sont la libération de composés chélatants (c.-à-d. acides organiques, sidérophores) et de molécules acidifiantes (c.-à-d. protons, acides organiques) pour décomposer aluminium et les composés contenant du fer dans les sols sous les plantes. La décomposition des restes de plantes mortes dans le sol peut former des acides organiques qui, lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, provoquent des conditions météorologiques chimiques. Une libération excessive de composés chélateurs peut facilement affecter les roches et les sols environnants et conduire à la podsolisation des sols.

Facteurs affectant les intempéries

L'altération est affectée par plusieurs facteurs, notamment le climat, le type de roche et les agents naturels. Voici une brève discussion de chacun de ces facteurs :

  1. Climat: Le climat d'une zone particulière peut grandement influencer le type et le taux d'altération qui se produit. Dans les régions à fortes précipitations et à forte humidité, l'altération chimique est plus courante, car l'eau réagit avec les minéraux dans les roches pour créer de nouveaux composés. En revanche, les zones soumises à des changements de température extrêmes, telles que celles qui connaissent des cycles de gel-dégel, subissent une altération mécanique due à l'expansion et à la contraction de l'eau dans les roches. De plus, les zones soumises à des vents forts peuvent provoquer une abrasion et une usure des surfaces rocheuses exposées.
  2. Type de roche: Le type de roche altérée est également un facteur important. Certaines roches, telles que le granit et basalte, sont plus résistants aux intempéries en raison de leur composition dense et dure. En revanche, roches sédimentaires tels que grès ainsi que calcaire, sont souvent plus sensibles aux intempéries en raison de leur nature poreuse et de la présence de minéraux qui peuvent se dissoudre dans l'eau. De plus, les roches qui contiennent fonte et d'autres minéraux sujets à l'oxydation sont plus sensibles aux intempéries chimiques.
  3. Agents naturels: Les agents naturels tels que l'eau, le vent et les organismes vivants peuvent grandement influencer le taux et le type d'altération qui se produit. L'eau peut provoquer une altération mécanique et chimique, car elle peut geler et dégeler dans les roches, et elle peut également dissoudre les minéraux au fil du temps. Le vent peut provoquer l'abrasion et l'usure des surfaces rocheuses exposées, tandis que les organismes vivants tels que les racines des plantes et les animaux fouisseurs peuvent physiquement décomposer les roches et les minéraux.

Effets des intempéries sur le paysage

Les intempéries ont un impact significatif sur le paysage au fil du temps. Voici quelques effets des intempéries sur le paysage :

  1. Formation du sol : Les intempéries jouent un rôle majeur dans la formation du sol. Au fur et à mesure que les roches et les minéraux sont décomposés par des agents naturels et des réactions chimiques, ils forment des particules plus petites qui se mélangent à la matière organique pour créer le sol. Au fil du temps, l'accumulation de sol peut favoriser la croissance de la végétation, entraînant le développement d'écosystèmes complexes.
  2. Érosion : les intempéries peuvent contribuer à l'érosion, qui consiste à déplacer le sol et les roches d'un endroit à un autre par l'intermédiaire d'agents naturels tels que l'eau et le vent. Au fur et à mesure que les roches et les minéraux sont altérés, ils peuvent se détacher et être facilement transportés par ces agents, entraînant la formation de caractéristiques telles que des canyons, des vallées et des lits de rivières.
  3. Sédimentation : Les intempéries peuvent également contribuer à la sédimentation, qui est le processus de dépôt de sédiments dans un nouvel emplacement. Comme les matériaux altérés sont transportés par des agents naturels, ils peuvent se déposer et s'accumuler dans une nouvelle zone. Cela peut conduire à la formation de roches sédimentaires au fil du temps.
  4. Formation de grottes : l'altération chimique peut dissoudre les roches et les minéraux au fil du temps, entraînant la formation de grottes et d'autres caractéristiques souterraines. Dans les zones calcaires, par exemple, la dissolution du carbonate de calcium par l'eau acide peut conduire à la formation de systèmes de grottes complexes.
  5. Formation de montagnes : les intempéries peuvent contribuer à la formation de montagnes sur de longues périodes. Au fur et à mesure que les roches sont altérées et érodées, les sédiments qui en résultent peuvent s'accumuler et être comprimés, entraînant la formation de nouvelles formations rocheuses et le soulèvement des masses terrestres.

Dans l'ensemble, l'altération est un processus naturel important qui contribue à la formation et à l'évolution du paysage terrestre au fil du temps.

Impact humain sur les intempéries

Les activités humaines peuvent avoir un impact significatif sur les processus d'altération. Voici quelques façons dont les activités humaines peuvent influer sur les intempéries :

  1. Changements d'utilisation des terres : les activités humaines telles que la déforestation, l'urbanisation et l'agriculture peuvent modifier le paysage naturel et affecter le taux et le type d'altération qui se produit. Par exemple, la déforestation peut entraîner une érosion accrue des sols et une diminution de la couverture végétale, entraînant une altération chimique accrue des roches et du sol.
  2. Exploitation minière et excavation : les activités d'exploitation minière et d'excavation peuvent enlever de grandes quantités de roches et de minéraux, ce qui entraîne des changements importants dans la géologie locale et les modèles d'altération. Ces activités peuvent également augmenter l'exposition des roches et des minéraux aux agents naturels tels que l'eau et l'air, entraînant une accélération de l'altération.
  3. Activités industrielles : Les activités industrielles telles que la combustion et la fabrication de combustibles fossiles peuvent libérer des polluants dans l'air et l'eau, qui peuvent réagir avec les roches et les minéraux et contribuer à l'altération chimique. De plus, la construction de bâtiments et d'infrastructures peut modifier le paysage local et affecter les processus naturels d'altération et d'érosion.
  4. Changement climatique : les activités humaines telles que la combustion de combustibles fossiles et la déforestation peuvent contribuer au changement climatique mondial, qui peut modifier les modèles de température et de précipitations dans une zone donnée. Ces changements peuvent affecter le type et le taux d'altération qui se produisent, ainsi que d'autres processus naturels tels que l'érosion et la sédimentation.

En résumé, les activités humaines peuvent avoir des impacts à la fois directs et indirects sur les processus d’altération et modifier la dynamique du paysage naturel et des écosystèmes au fil du temps. Comprendre et minimiser ces impacts est important pour préserver ressources naturelles et maintenir des écosystèmes sains.

Applications pratiques de l'altération

Les processus d'altération ont plusieurs applications pratiques dans une gamme de domaines. Voici quelques exemples:

  1. Agriculture : Les intempéries jouent un rôle critique dans la formation du sol, qui est essentielle pour l'agriculture. Comprendre les processus d'altération peut aider les agriculteurs à optimiser leurs pratiques de gestion des sols, telles que la sélection des engrais et des méthodes d'irrigation appropriés en fonction du type de sol et des conditions météorologiques.
  2. Géologie et exploitation minière : les schémas et les taux d'altération peuvent être utilisés pour identifier les types et les emplacements des minéraux et minerais précieux. En comprenant les caractéristiques d'altération des différentes formations rocheuses, les géologues et les mineurs peuvent optimiser leurs efforts d'exploration et d'extraction.
  3. Génie civil et construction : il est important de comprendre les caractéristiques d'altération de différents types de roches et de sols pour les projets de construction tels que les fondations de bâtiments, les tunnels et les ponts. Les ingénieurs doivent tenir compte des impacts potentiels des processus d'altération tels que l'érosion et l'affaissement sur la stabilité et la sécurité à long terme de ces structures.
  4. Sciences de l'environnement : Les processus d'altération jouent un rôle important dans le cycle naturel du carbone et peuvent affecter le changement climatique. Comprendre les processus et les taux d'altération peut aider les chercheurs à mieux modéliser et prévoir les impacts du changement climatique sur les systèmes terrestres et à éclairer les stratégies d'atténuation de ces impacts.
  5. Préservation du patrimoine culturel : les processus d'altération peuvent endommager les sites du patrimoine culturel tels que les monuments et les sculptures. Comprendre les caractéristiques d'altération des différents matériaux et conditions environnementales peut aider les restaurateurs à développer des stratégies efficaces de préservation et de restauration.

Dans l'ensemble, la compréhension des processus d'altération est importante pour une gamme d'applications pratiques dans des domaines tels que l'agriculture, la géologie, la construction, les sciences de l'environnement et la préservation du patrimoine culturel.

Recherche sur les intempéries : méthodes et tendances actuelles

La recherche sur les intempéries est un domaine vaste et interdisciplinaire qui implique l'étude des processus physiques, chimiques et biologiques qui transforment les roches et les minéraux au fil du temps. Voici quelques méthodes et tendances actuelles dans la recherche sur les intempéries :

  1. Expériences en laboratoire : Les chercheurs utilisent des expériences en laboratoire pour étudier les processus d'altération chimique et physique qui se produisent dans des conditions contrôlées. Ces expériences peuvent aider à identifier les mécanismes et les taux de réactions d'altération et fournir des informations sur les facteurs qui influencent ces processus.
  2. Observations sur le terrain : Les observations sur le terrain impliquent la mesure directe et la surveillance des processus d'altération dans les environnements naturels. Les chercheurs utilisent des observations sur le terrain pour étudier les effets du climat, de la géologie et de la végétation sur les modèles et les taux d'altération au fil du temps.
  3. Modélisation : La modélisation implique l'utilisation de modèles mathématiques et informatiques pour simuler les processus d'altération et prévoir leurs impacts selon différents scénarios. La modélisation peut aider les chercheurs à mieux comprendre les interactions complexes entre différents facteurs environnementaux et éclairer les stratégies de gestion et de conservation.
  4. Techniques émergentes : les progrès des techniques analytiques telles que la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage et la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif par ablation laser ont permis aux chercheurs d'étudier les processus d'altération à l'échelle micro et nanométrique. Ces techniques permettent aux chercheurs d'identifier et de caractériser la minéralogie et la chimie des roches et des minéraux et de mieux comprendre les mécanismes et les taux de réactions d'altération.
  5. Approches interdisciplinaires : la recherche sur les intempéries devient de plus en plus interdisciplinaire, avec des chercheurs de différents domaines tels que la géologie, la chimie, la biologie et les sciences de l'environnement qui collaborent pour étudier les processus d'altération et leurs impacts sur les systèmes terrestres. Cette approche permet une compréhension plus globale des processus d'altération et de leurs interactions avec d'autres facteurs environnementaux.

Dans l'ensemble, la recherche sur l'altération implique une gamme de méthodes et d'approches visant à comprendre les processus complexes et dynamiques qui transforment les roches et les minéraux au fil du temps. Les recherches en cours dans ce domaine sont essentielles pour comprendre et gérer les impacts des intempéries sur les systèmes terrestres et développer des stratégies pour atténuer ces impacts.

Résumé des points clés et des orientations futures de la recherche sur les intempéries.

Les points clés de la recherche sur les intempéries comprennent :

  1. Les processus d'altération sont complexes et dynamiques et impliquent des processus physiques, chimiques et biologiques qui transforment les roches et les minéraux au fil du temps.
  2. Des facteurs tels que le climat, le type de roche et les agents naturels influencent les taux et les schémas d'altération.
  3. Les intempéries peuvent avoir des impacts importants sur le paysage, notamment la formation du sol, la libération de nutriments et l'érosion des formations rocheuses.
  4. Les activités humaines telles que la pollution, la déforestation et l'exploitation minière peuvent accélérer ou modifier les processus d'altération.

Les orientations futures de la recherche sur les intempéries pourraient inclure :

  1. Développer une meilleure compréhension des processus à l'échelle microscopique et nanométrique qui entraînent les réactions d'altération.
  2. Étudier les impacts du changement climatique sur les processus d'altération et le cycle du carbone.
  3. Étudier les interactions entre différents facteurs environnementaux, tels que le climat, la végétation et les propriétés du sol, sur les taux et les modèles d'altération.
  4. Développer des stratégies plus efficaces pour gérer et atténuer les impacts des intempéries sur les systèmes naturels et culturels.
  5. Améliorer notre compréhension du rôle de l'altération dans la formation et l'évolution des planètes, y compris la Terre primitive et Mars.

Dans l'ensemble, la recherche sur les intempéries est un domaine interdisciplinaire avec des implications importantes pour une gamme d'applications scientifiques et pratiques. Les recherches en cours dans ce domaine sont essentielles pour comprendre et gérer les impacts des intempéries sur les systèmes terrestres et développer des stratégies pour atténuer ces impacts.

FAQ sur les intempéries

Q : Qu'est-ce que l'altération ?

R : L'altération est le processus par lequel les roches et les minéraux sont décomposés en particules plus petites en raison de l'exposition à l'atmosphère, à l'eau et à d'autres agents naturels.

Q : Quels sont les trois types d'altération ?

R : Les trois types d'altération sont l'altération mécanique, l'altération chimique et l'altération biologique.

Q : Qu'est-ce que l'altération mécanique ?

R : L'altération mécanique se produit lorsque les roches et les minéraux sont décomposés en plus petits morceaux par des processus physiques.

Q : Qu'est-ce que l'altération chimique ?

R : L'altération chimique se produit lorsque les roches et les minéraux sont décomposés par des réactions chimiques.

Q : Qu'est-ce que l'altération biologique ?

R : L'altération biologique se produit lorsque les roches et les minéraux sont décomposés sous l'action d'organismes vivants.

Q : Comment ces types d'altération fonctionnent-ils ensemble ?

R : Les trois types d'altération peuvent fonctionner ensemble pour décomposer les roches et les minéraux en particules plus petites, qui peuvent ensuite être transportées et déposées par des agents naturels tels que le vent et l'eau.

Q : Pourquoi les intempéries sont-elles importantes ?

R : Le processus d'altération est une partie importante de la nature cycle des roches, et il joue un rôle crucial dans la formation du paysage terrestre au fil du temps.

Q : Quels sont les exemples de vieillissement mécanique ?

R : Des exemples d'altération mécanique comprennent les cycles de gel-dégel, l'exfoliation due au relâchement de la pression, l'abrasion due au vent ou à l'eau et la formation de pentes de talus.

Q : Quels sont les exemples d'altération chimique ?

R : Des exemples d'altération chimique comprennent la dissolution du calcaire par l'acide carbonique, l'oxydation du fer dans les roches pour former de la rouille et la lixiviation des minéraux par les pluies acides.

Q : Quels sont quelques exemples d'altération biologique ?

R : Des exemples d'altération biologique comprennent la dégradation des roches et des minéraux par les racines des plantes, l'enfouissement des animaux dans les roches et l'action des micro-organismes dans le sol.

Q : Combien de temps dure l'exposition aux intempéries ?

R : Le temps nécessaire pour que l'altération se produise dépend de facteurs tels que le type de roche ou de minéral, le climat et l'environnement, ainsi que la force et la durée des agents naturels à l'origine de l'altération. Certaines roches peuvent s'altérer rapidement dans certaines conditions, tandis que d'autres peuvent mettre des milliers, voire des millions d'années à s'altérer.

Q : Quels sont les effets des intempéries sur le paysage terrestre ?

R : Les intempéries jouent un rôle majeur dans la formation du paysage terrestre au fil du temps. Il peut créer des caractéristiques telles que des canyons, des grottes et des montagnes, et il peut également décomposer les roches et les minéraux en particules plus petites qui contribuent à la formation du sol et au cycle des nutriments dans les écosystèmes. Les intempéries peuvent également contribuer à l'érosion et à la sédimentation, qui peuvent avoir des effets à la fois positifs et négatifs sur l'environnement.

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