Attention
en cours de relecture !!!
Disparition des reliefs :
Une chaîne de montagnes, tout au long se son existence, dès le début de l’orogenèse jusqu’à son aplanissement complet, à l’état de plateau ou bouclier, est soumise à des processus qui œuvrent à la détruire. Ils sont regroupés dans un ensemble nommé : « disparition des reliefs«
En introduction – l’amincissement de la croûte :
D’abord, une petite vidéo pour montrer que la hauteur des montagnes ne peut pas aller au-delà d’une certaine limite :
▻ – SVT – Bac S – COURS – L’effondrement gravitaire. – === –(⚑)–
▻ – Pourquoi la montagne ne peut-elle pas dépasser 6 miles (environ 9000 mètres) de haut sur terre ? – Sciences et Découvertes – === –(⚑)–
… Rq : Sur la Lune, l’altitude du mont Olympe est de 22 000 mètres !
Alors queTerre, l’altitude du mont Everest est de 8 848 mètres !
Mais d’autres mécanismes contribuent aussi à l’amincissement de la croûte continentale.
Disparition des reliefs – les modifications d’une croûte continentale épaissie :
Ce sujet est traité par Plateforme ACCES – Eduterre – Planet-Terre – ENS Lyon.
Le titre ▻ – 1 – Extension et disparition des reliefs – === –(⚑)–
Section ▻ – 1.4 – Quelques explications géodynamiques possibles – === –(⚑)–
Sous-section ▻ – 1.4 .1 – Les modifications d’une croûte continentale épaissie – === –(⚑)– – (1)
Voici ce qui est écrit à propos de la « destruction des reliefs » et des modifications de la croûte continentale :
(1) – La croûte continentale épaissie présente des propriétés physiques et thermiques qui se modifient : elle devient notamment plus malléable ce qui permet sa déformation et son étirement.
Mais pourquoi devient-elle plus malléable ?
Au moment de la construction de la chaîne, la croûte continentale est froide et rigide. Globalement, on peut dire que les échanges thermiques sont plus lents que les phénomènes tectoniques : quelques millions d’années suffisent pour « enfoncer » la croûte à 100 kilomètres de profondeur alors que quelques dizaines de millions d’années sont nécessaires pour un équilibrage thermique avec le milieu.
Mais comment la lithosphère se réchauffe-t-elle ? et quelles en sont les conséquences ?
→ A mesure que la chaîne s’épaissit, la croûte plonge en profondeur et est soumise à des températures et des pressions plus élevées.
La chaleur est essentiellement fournie par la désintégration d’éléments radioactifs présents dans la croûte (238U, 235U, 40K).
et quelles en sont les conséquences ?
▻ – Dans les chaînes étroites (qui sont donc épaissies sur une faible largeur), la dissipation de cette chaleur se fait essentiellement par diffusion.
▻ – Dans les chaînes plus larges, la chaleur est davantage bloquée car la production de chaleur est supérieure à la dissipation par diffusion. La croûte s’échauffe donc et on assiste à une remontée de la limite lithosphère – asthénosphère (isotherme 1300 °C). La fusion partielle des matériaux en profondeur devient possible et on peut avoir la mise en place de granites.
Outre la mise en place de plutons granitiques, le réchauffement crustal peut avoir d’autres conséquences. Ainsi, aux derniers stades de l’orogenèse, la lithosphère est suffisamment réchauffée : sa résistance thermique diminue et autorise alors sa déformation notamment l’extension.
◍ – Autres Références :
▻ – La formation des granitoïdes en contexte de distension post-collision (extension post-orogénique) – av85 – pages 122 à 137 – === –(⚑)–
Disparition des reliefs – Les principaux modèles d’extension syn-convergence :
Sous-section 1.4.2 – Les principaux modèles d’extension syn-convergence– === –(⚑)– – (2)– 4
Plusieurs processus géodynamiques participent à l’amincissement de la croûte terrestre alors que la convergence n’est pas totalement terminée, ci-après quelques modèles présentés par Planet-Terre.
Pour revoir le schéma dans un autre onglet : –📸–
: ◍ – L’étalement : ===> –(⚑)–
L’étalement – Ce modèle fait appel à un réajustement isostatique d’une croûte continentale surépaissie. L’amincissement crustal se développe alors à partir du moment où la contrainte horizontale due aux forces de convergence devient inférieure à la contrainte verticale lithostatique. La croûte supérieure, plus froide, répond en s’étirant, en se cassant localement : la zone s’amincit, Les roches ductiles des zones plus profondes se déforment et fluent, s’épanchent latéralement vers les zones étirées localisées au-dessus. Cette dynamique s’observe lorsqu’on est présence d’une croûte particulièrement épaisse (ex : 70 km dans le cas du Tibet), associée à une altitude moyenne de la zone assez importante (4000 à 5000 m).
Rq : L’étalement est un autre nom pour l’effondrement gravitaire.
▤ – Pour en savoir plus sur l’isostasie :
…..L’isostasie décrit le comportement mutuel du manteau et de la croûte terrestre en réponse à la constitution des reliefs et de leurs destruction pendant un cycle orogénique, formation d’une chaîne de montagne et de sa disparition, sous les coups de rabot de l’érosion.
◍ – Le détachement du panneau lithosphérique plongeant (slab-breakoff) :
En général, une collision de deux croûtes continentales commence par une subduction. La plaque plongeante, bordée d’une croûte océanique, la marge passive, plus dense, passe au-dessous de la plaque qui lui fait face.
–▻ -Marge passive – Wikipédia – ===> –(⚑)–
La zone de transition entre la croûte continentale et la croûte océanique.
La plaque plongeante, freinée dans son déplacement dans le manteau, quand les deux croûtes continentales se rencontrent, peut se briser et former un panneau de croûte océanique, qui, ainsi libéré, peut continuer de s’enfoncer dans le manteau. Cela a pour conséquences :
… Une remontée de matériel asthénosphérique profond et très chaud vers les racines des reliefs en cours de formation – (1er schéma).
… Un rebond vers le haut de la plaque amputée qui repousse la croûte située au-dessus et provoquer ainsi des phénomènes de divergence dans les reliefs – (2ème schéma).
… Rq : Les deux effets peuvent se conjuguer.
Premier exemple présenté par avg85 -page 135 – ===> –(⚑)–
Sur ce schéma, l’auteur a positionné la fracture de la plaque plongeante au niveau de la marge « passive », correspondant à la jonction de la croûte continentale avec la croûte océanique.
Deuxième exemple présenté Planet-Terre –
–▻ – 1.4.3. Qu’en est-il pour les Alpes ? – Plateforme ACCES – Eduterre – Planet-Terre – ENS Lyon – ===> –(⚑)–
Ce schéma illustre le premier modèle qui pourrait s’appliquer au cas de l’orogenèse alpine.
◍ – Le retrait du panneau plongeant (slab-rollback): –
Ici le scénario débute comme celui décrit dans le cas du « slab break-off » :
Une des deux plaques tectoniques impliquées dans la collision, la plus dense, passe en dessous et s’enfonce doucement dans le manteau avec un angle très ouvert au départ.
Plus tard, la partie océanique de la plaque, entraînée par son poids, s’enfonce dans le manteau tout en conservant le lien avec la partie continentale.
L’angle d’incidence dans le manteau se referme, et la partie plongeante semble reculer – « Roll-back »
Ce mouvement engendre un étirement de la plaque située au-dessus. Cette divergence participe à l’amincissement des croûte épaissie formée lors de la collision.
Exemple présenté Planet-Terre –
–▻ – 1.4.3. Qu’en est-il pour les Alpes ? – Plateforme ACCES – Eduterre – Planet-Terre – ENS Lyon – ===> –(⚑)–
Ce schéma illustre le deuxième modèle qui pourrait s’appliquer au cas de l’orogenèse alpine.
◍ – La délamination crustale ou détachement de la racine lithosphérique de la plaque supérieure :
(2) – A la suite de l’épaississement crustal lié à la convergence puis à la collision continentale, la croûte inférieure subit une éclogitisation et donc une augmentation de densité qui amène son enfoncement dans le manteau. On parle donc de délamination crustale.
La racine froide est alors remplacée par du manteau asthénosphérique relativement chaud et susceptible de subir une fusion partielle par décompression adiabatique lors de sa remontée.
A la suite de délamination crustale, interviendrait une phase extensive de la croûte continentale sus-jacente ainsi que des épisodes magmatiques conséquents.
Une partie du matériel crustal qui a sombré dans le manteau serait ensuite dispersée par la convection mantellique et susceptible d’être « réinjectée » dans la croûte lors de futurs épisodes magmatiques. (2)
(2) — ▻ – La formation des granitoïdes en contexte de distension post-collision (extension post-orogénique) – Diapos 132 – 133 – AVG85 – : ===> –(⚑)–
Pour revoir le schéma dans un autre onglet : —📸–
L’amincissement de la croûte épaissie provoquant une remontée de l’asthénosphère qui s’accompagne d’un flux de chaleur transmis à la base de la croûte.
◍ – L’extrusion latérale -extension syn-convergence :
L’extrusion latérale : Ce modèle correspond à l’échappement d’un bloc, latéralement, par rapport à un poinçon rigide.
Un tel modèle dynamique suppose l’existence d’une « bordure libre » vers laquelle s’échappe le bloc extrudé. … . ===> –(⚑)–
C’est ainsi que s’est formée la péninsule indochinoise par extrusion des reliefs himalayens à la marge vers le sud est, entre la plaque indienne et la plaque eurasienne.
◍ – Remarques :
◾ – Toute modification de l’épaisseur de la croûte ou toute modification de la répartition des masses dans la croûte provoque un réajustement isostatique. Il peut aussi participer à la fragilisation de la structure de la croûte en générant des failles
◾ – Actuellement on constate dans les Alpes, les signes d’un tel phénomène, deux stations géodésiques s’éloignent l’une de l’autre.
▻ – Activité effondrement gravitaire – ACCESS – ENS Lyon : ===> –(⚑)–
◍ – Fusion par décompression adiabatique de la racine crustale en contexte de désépaississement post-collision :
L’élimination des reliefs, quelque soit le processus mis en œuvre, favorise la remontée du manteau vers la surface et peut provoquer la fusion des roches.
▻ – La formation des granitoïdes en contexte de distension post-collision (extension post-orogénique) – Diapo 137 – AVG85 – : ===> –(⚑)–
◍ – Documentation – disparition des reliefs :
▻ – Extension et disparition des reliefs – Explication Géodynamique – Eduterre – ENS Lyon ===> –(⚑)–
▻ – La formation des granitoïdes en contexte de distension post-collision (extension post-orogénique) – Diapos 122 -137 – AVG85 – : ===> –(⚑)–
… Bien illustré ! – Par exemple – un résumé de la délamination crustale – —📸–
▻ – Tectonique des plaques et formation des montagnes – Chapitre III ▻ – Le cirque de Barrosa : ===> –(⚑)–
▻ – Le retrait du panneau plongeant (slab-rollback): –Site svt pour les prépas bio ===> –(⚑)–
▻ – La disparition des reliefs – Lycée des Adultes – Sophie Codani – Terminale S – ===> –(⚑)–
___ Vous trouverez sur ce site de nombreux documents traitant de la géologie pour un niveau de Terminale S
Disparition des reliefs – Le rôle de l’érosion :
Ce document donne une idée du temps qui s’écoule pendant une orogenèse depuis le début de la convergence et le moment où la montagne est réduite à l’état de pénéplaine.
« How many years can a mountain exist Before it’s washed to the sea? » (Bob Dylan).
Poser cette question, c’est s’interroger sur la pérennité de choses qui semblent faites pour durer toujours. Mais, on le sait, les montagnes s’érodent. Combien faut-il de temps (géologique) pour effacer un relief montagneux?
L’étude comparative des volumes de sédiments dans les bassins océaniques issus de l’érosion de diverses chaînes de montagnes anciennes et des volumes restants des chaînes a permis d’en arriver à une certaine approximation exprimée par cette courbe..(5)
Il y a deux paramètres antagonistes à considérer: l’érosion qui abaisse la chaîne et le rééquilibrage isostatique qui la soulève.
On considère que l’érection de la chaîne ne dure que quelques millions d’années à peine, soit de 2 à 5 Ma.
Dans la dernière phase de l’érection de la chaîne, on peut dire que le taux d’érosion est égal au taux de soulèvement. On estime qu’à la fin de cette phase, pour une surrection absolue de 6000 m, il y a eu l’équivalent de 1000 m d’érosion; la surface de la chaîne se trouve donc à 5000 m d’altitude. L’érosion sera plus efficace sur des reliefs jeunes et accentués que sur des reliefs plus vieux aplanis. Il s’ensuit que le taux d’abaissement sera plus élevé au départ et qu’il décroîtra progressivement avec le temps. Le rééquilibrage isostatique par rapport à l’érosion se fait dans une proportion de 4:5 (c’est-à-dire que pour 5 m d’érosion, il y a une remontée de 4 m). Le taux initial d’érosion de la chaîne est évalué à 1 mètre par 1000 ans (= 1000 m/Ma), ce qui donne un taux net d’abaissement de la chaîne de 200 m/Ma (soit une érosion de 1000 m et une remontée de 800 m pour respecter le rapport de 4:5).
Mais le rythme de l’érosion diminue avec l’aplanissement progressif des reliefs. La courbe montre qu’après 15 Ma, la surface est abaissée à la moitié de sa hauteur initiale et que le taux net d’abaissement de la surface y est de 100 m/Ma. Après 30 Ma, la surface est abaissée au quart de sa hauteur initiale, avec un taux d’abaissement net de 50 m/Ma. En 60 Ma, la chaîne de montagnes est réduite à un nouveau segment de bouclier qui progressivement tend vers le profil de base (niveau zéro) qui serait atteint théoriquement après 90 Ma.
Dans la nature, il n’est pas évident que la chaîne va se rendre à son stade de pénéplaine. Les reliefs peuvent être rajeunis, par exemple à la faveur de soulèvements reliés à la dynamique de la tectonique des plaques, ou être inhibés et même recouverts de sédiments par un enfoncement (subsidence) sous le niveau de base, par exemple, sous le poids des glaces. Même s’il s’agit ici d’une généralisation, il n’en demeure pas moins que ce genre d’études offre des ordres de grandeur. (5).
(5) ▻ – L’Érosion et isostasie: – Cours Géologie – Le coin des géologues – ===> –(⚑)– . –📸–
▤ – Pour en savoir plus sur l’isostasie :
Isostasie paragraphe à supprimer :
L’isostasie explique pourquoi l’épaisseur de la croûte océanique dans l’Atlantique est de 10 km environ, celle de la croûte continentale dans le Bassin Parisien est de 30 km environ et celle de la croûte épaissie de l’Everest est de 60 à 70 km.
Le fait que la gravité soit (quasi) constante (à une certaine échelle, pas dans le micro-détail) sur 95% se la surface de la Terre indique que la Terre est, à grande échelle, en équilibre isostatique (≈hydrostatique), et que les masses continentale et océaniques « flottent » sur un manteau déformable. C’est prouvé par les mouvements verticaux dus à une surcharge ou décharge. Diapositive 33
(4) ▻ – La gravimétrie et l’isostasie, deux clés essentielles pour comprendre le fonctionnement de la Terre – Eduscol – Planet-Terre – ENS Lyon – ===> –(⚑)–
Les explication de la théorie est faite de la diapositive 27 à la diapositive 85 !!!
◾ – Définitions :
Isostasie : État d’équilibre hydrostatique qui serait réalisé à une certaine profondeur de la Terre, dite profondeur de compensation.. (Dictionnaire de Géologie – Foucault A. et al. 2014, éd. DUNOD).
équilibre hydrostatique : En physique, on appelle équilibre hydrostatique l’état de repos atteint par un système lorsque la force d’attraction gravitationnelle subie par ce système est compensée par l’action des forces de pression d’un fluide (liquide, gaz ou plasma)… ▻ – Wikipédia – ===> –(⚑)– –
Principe d’Archimède : Principe fondamental de l’hydrostatique qui énonce que : « Tout corps plongé dans un fluide éprouve une poussée verticale, dirigée de bas en haut, égale au poids du fluide qu’il déplace et appliquée au centre de gravité du fluide déplacé, ou centre de poussée.. ▻ – Larousse – ===> –(⚑)– –
Rq : Le fluide dont parlait Archimède est un liquide ou un gaz, mais cette notion peut être étendue aux roches au comportement ductile; qui supportent des contraintes sans casser, telles les roches du manteau supérieure.
Le contraire de comportement ductile est un comportement cassant.
Rq : (soit une érosion de 1000 m et une remontée de 800 m pour respecter le rapport de 4:5)– phrase reprise d’un texte présenté plus haut.
C’est la poussée d’Archimède qui explique ce résultat, car les roches qui forment les reliefs ont une de densité = 2,7 environ, flottantes au-dessus des roches du manteau, de densité = 3,3 environ.
▻ – Poussée d’Archimède – Wikupédia – ===> –(⚑)– . Pour se distraire !
En géologie, l’isostasie, appelée aussi équilibre isostatique, est un phénomène par lequel les éléments de la croûte terrestre ou, plus généralement, de la lithosphère qui se trouvent enfouis à de faibles profondeurs (de l’ordre de 100 km) sont soumis à la même pression indépendamment des irrégularités topographiques en surface. Ce modèle postule en effet qu’un excès de masse en surface tel que les montagnes est compensé par un déficit de masse en profondeur. Il explique l’équilibre de la lithosphère rigide sur l’asthénosphère ductile. La compensation isostatique contrecarre l’érosion. C’est ainsi que la roche plutonique est mise au jour…
Pour aller plus loin – lire la suite, mais il faut s’accrocher.
▻ – Isostasie Wikipédia – ===> –(⚑)– :
◾ – Tout cela est très clair !!!, mais un petit dessin !!!
▻ – La Terre ellipsoïdale ? Les ellipsoïdes et le géoïde – Eduscol – Planet-Terre – ===> –(⚑)– . –📸– – Rq : schéma modifié !
◾ – Quelques remarques :
… – On voit immédiatement la différence qui existe entre la croûte océanique, de densité 2,9, formées de roches basiques, riches en minéraux ferromagnésiens, très denses, et la croûte continentale, de densité 2,6 à 2,7, formée de roches acides, riches en silice, de densité plus faible.
◍ – Le rebond post-glaciaire ou ajustement isostatique :
En dehors de la tectonique, la constitution d’une surcharge ponctuelle sur la croûte peut entrainer des déplacements verticaux de la croûte continentale.
Ainsi, la calotte de glace, installée sur le nord du globe, pendant la dernière glaciation de -100 000 à -12 000 ans a fait s’enfoncer la croûte dans le manteau.
Mais depuis 12 000 ans, la fonte de la glace provoque une remontée de la croûte. On a ainsi mesuré en différents points de la Suède des déplacements vers le haut de 4 à 10 cm par an.
▻ – Rebond post-glaciaire – Wikipédia ===> –(⚑)–
▻ – Rebond Post-glaciaire – Les plages soulevées de Scandinavie et du Canada, conséquence du rebond post-glaciaire – Eduscol – Planet-Terre ===> –(⚑)– … – –📸–
▻ – Glacial Isostatic Adjustment – USGS– ===> –(⚑)– . –📸–
◍ – Évolution des chaînes de montagnes au cours du temps :
Le manteau supérieur intègre l’évolution de la chaîne de montagne qu’il supporte, depuis le début de la collision jusqu’à la formation d’une pénéplaine, plateau ou bouclier..–📸–
On remarque que le manteau, enfoncé au moment où les reliefs sont les plus importants, remonte vers la surface au fur et à mesure que les reliefs disparaissent.
▻ – Isostasy and the Age and Evolution of Continental Landmasses – The LibreTexts libraries ===> –(⚑)–
◍ – Références et documents :
▻ – La gravimétrie et l’isostasie, deux clés essentielles pour comprendre le fonctionnement de la Terre – Eduscol – c’est du Pierre Thomas ! – Planet-Terre – ENS Lyon_ ===> –(⚑)–
… Une présentation et la vidéo qui l’accompagne. ===> –(⚑)–
▻ – L’isostasie : l’origine des mouvements verticaux de la lithosphère – Zeste de Savoir – ===> –(⚑)–
… Une autre présentation, relativement simple et clair, pour comprendre le phénomène de l’isostasie,
▻ – L’isostasie : – Atelier « Paléo » – ===> –(⚑)–
… Une autre présentation,
