Chapitre 9: la formation des roches sédimentaires


Dans le cours précédent, nous avons vu que les roches qui affleurent en surface sont érodée par différents éléments naturels dont le principal est l'eau. L'érosion entraine la formation de particules: les sédiments.

 

Problématique: que deviennent les sédiments issus de l'érosion des roches ?

 

 Les photos ci-dessous montrent que les sédiments issus de l'érosion (sables, graviers, boues, argiles...) sont transportées jusqu'aux mers et océans du globe.

 

Au début du cycle sédimentaire se trouve l'érosion. Les agents de l'érosion (vent, pluie, gel) arrachent de fines particules ou de fragments entiers de roche. Une fois détachés, ces éléments sont déplacés par des agents de transport (glacier, vent, et surtout l'eau). 

 

 

Lorsque ce transport s'effectue par l'eau, on parle de transport fluvial ou marin.

 

 

Plus la vitesse du cours d'eau est grande, plus sa capacité de transport est élevée. En parvenant en plaine puis dans les lacs et les océans, le débit ralentit et les sédiments s'immobilisent et s'accumulent.

 

Un fleuve transporte jusqu'à 10 millions de tonnes de sédiments par année.

Dans le monde entier, chaque année, les cours d'eau transportent autant de sédiment que l'ensemble de la terre/roche transportée par l'Homme sur la même période.

Schéma du transport des particules depuis les reliefs (origine) jusque dans les bassins sédimentaires (océans et mers). La "fraction terrigène" correspond à toutes les particules sédimentaires issues de l'érosion des reliefs.
Schéma du transport des particules depuis les reliefs (origine) jusque dans les bassins sédimentaires (océans et mers). La "fraction terrigène" correspond à toutes les particules sédimentaires issues de l'érosion des reliefs.
Trois modes de tansport des sédiments dans un cours d'eau. Source: http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD1011/bei/beiere/groupe2/node/84
Trois modes de tansport des sédiments dans un cours d'eau. Source: http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD1011/bei/beiere/groupe2/node/84

Ainsi, les plus grandes aires de sédimentation au monde sont les océans et les mers du globe, puis les lacs et enfin les cours d'eau eux-même puisque leurs fonds sont recouverts de particules de différentes tailles.

 

Sur la photo ci-dessous, on observe qu'au bords des mers et océans, on peut apercevoir des dépôts importants de roches sédimentaires empilées: les strates. Ces dépôts forment de nombreuses couches qui peuvent mesure plusieurs kilomètres de hauteur parfois.

 

 

Falaises d'Etretat, constituées de couches de calcaire ou de craie empilées.
Falaises d'Etretat, constituées de couches de calcaire ou de craie empilées.
Affleurement de craie (on distingue nettement les strates).
Affleurement de craie (on distingue nettement les strates).

Problème: quelle est l'origine de ces sédiments constituant les strates des falaises d'Etretat ?

 

Dans un premier temps, nous allons essayer de comprendre comment se déroule le dépôt des sédiments sur le fond des océans.

 

On peut supposer que les sédiments apportés par les fleuves doivent se déposer sur le fond des océans en couches successives si les vagues ne sont pas trop puissantes.

L'expérience suivante nous apporte la preuve que notre hypothèse est juste.

 

Expérience pour comprendre le dépôt des sédiments en strates. Source: SVT BELIN, p158, 2009.
Expérience pour comprendre le dépôt des sédiments en strates. Source: SVT BELIN, p158, 2009.

Les sédiments se déposent en couches successives appelées strates pendant des milliers voire des millions d'années jusqu'à créer des dépôts dont l'épaisseur peut être supérieure à 10km (on retrouve de telles épaisseurs dans le bassin d'Aquitaine en France).

 

 

Deuxième étape: comment expliquer que les roches sédimentaires, pourtant constituées de sédiments très fins, soient résistantes ?

 

On peut supposer que les roches sédimentaires présentes près de nos côtes sont constituées des mêmes sédiments qui sont apportés par les fleuves.

 

Il va nous falloir réaliser une expérience:

Modèle permettant de comprendre que le mélange de sable+eau peut permettre la liaison des grains entre eux et la future création d'une roche sédimentaire.
Modèle permettant de comprendre que le mélange de sable+eau peut permettre la liaison des grains entre eux et la future création d'une roche sédimentaire.

Cette expérience montre que lorsque des sédiments sont mélangés à de l'eau et que cette eau disparait, les sédiments semblent "collés" les uns aux autres. Mais si on gratte avec le doigt, le tout se désolidarise.

 

Donc sédiments + eau = sédiments collés de façon provisoire

 

Il nous manque encore une étape pour créer une roche sédimentaire solide.

 

Dans l'animation ci-dessous, les sédiments (ronds rouges) qui se déposent sur le fond d'un océan vont peu à peu s'accumuler et les plus enfouis, sous l'effet du poids des autres, vont être compactés: on a ici le début du processus de création d'une roche sédimentaire.

 

 

Mais n'oubliez pas que ces sédiments se déposent sur des épaisseurs immenses (des centaines voire milliers de mètres). Donc les sédiments déposés les premiers vont être fortement écrasés par le poids des sédiments déposés en dernier.

 

 

 

Les étapes de la transformation des sédiments en roche sédimentaire sont les suivantes:
 
Le phénomène de sédimentation se passe sur 3 périodes de 1000 ans chacune. Les sédiments arrivent dans l'eau de mer et se déposent au fond de la mer. En 1000 ans, 20 cm de sédiments se déposent. Quand un autre sédiment se dépose, celui du dessous se tasse (il ne fait plus que 15 cm d'épaisseur). C'est parce que les sédiments du dessous perdent de l'eau (déshydratation) sous le poids des sédiments du dessus (les points de contact entre les grains deviennent de plus en plus nombreux et les sédiments, meubles au départ, se transforment en une roche plus compacte).
 
Un ciment (soit du calcaire, de l'argile...) va peu à peu coller les grains entre eux.
 
Finalement, les sédiments ont perdu toute leur eau et se transforme en roche (des substances minérales déposées par l'eau qui circule cimentent les grains libres).

 

 

 

Schéma-bilan de la formation d'une roche à partir de sédiments
Schéma-bilan de la formation d'une roche à partir de sédiments
Devenir des sédiments issus de l'érosion des reliefs terrestres. Source: http://www.jpb-imagine.com/Sharjah/5/5d1apaysage/doc5d1a/triphotos.html
Devenir des sédiments issus de l'érosion des reliefs terrestres. Source: http://www.jpb-imagine.com/Sharjah/5/5d1apaysage/doc5d1a/triphotos.html

Animation formation des fossiles:

Et clé de détermination des fossiles: lien

Autre clé de détermination: lien


Commentaires : 2
  • #2

    marie (dimanche, 05 juin 2016 16:13)

    Franchement ce cite est balaise

  • #1

    Pavoshko (dimanche, 05 juin 2016 16:10)

    Chouette!!!!!