Cours de Géologie

Modele élémentaire de sol

Le sol étant composé de 3 phases : solide, liquide (eau), gazeuse (air), on définit les volumes et les masses du modèle élémentaire de sol (Fig.2.1).

Formation des sols



D’où proviennent les sols ? Tout simplement des roches (Fig.1.3), mais ils peuvent contenir aussi
des matières organiques (vases et tourbes)
Suivant les types d’altération les sols résultant auront des compositions différentes.

Roche -> la désagrégation physique et mécanique des roches consolidées donne : des fragments de roche de même composition que la roche mère : gravier,sable, limon ;

Roche -> la décomposition physico-chimique de la roche en place ou des fragments de roche

donne : Des nouveaux composés : argiles .

Dans les cas les plus généraux un sol peut contenir des fragments de roche, des particules d’argile et des

matières organiques. Les vides entre ces différents éléments, généralement appelés pores ou interstices

sont remplis d’eau et d’air (Fig.1.3)


Si les vides ne contiennent pas d’eau, le sol est sec ( pratiquement impossible sur site), si tous les vides

sont remplis d’eau le sol est saturé (sol sous la nappe), si les vides sont remplis d’eau et d’air le sol est

non saturé.

Relief karstique

 Le terme de karstique est dû à la région de Slovénie qui présente un important relief de ce type. A la différence de la plupart des autres reliefs, le relief karstique présente de forts drains de circulation ce qui a pour conséquence un faible temps de transit, peu ou pas de rétention et une faible filtration.

La dissolution externe du calcaire nommée exokarst  est à l’origine des lapiaz (Désert de Platé par exemple) des dolines… La dissolution en sous-sol est nommée endokarst, elle est à l’origine des grottes, aven, galeries…

L’eau pénètre dans les fissures et dissous le calcaire,  ce procédé est à l’origine de ces reliefs que l’on trouve dans la région dans le Vercors, les Bauges, la Chartreuse… Ce procédé valable pour l’infiltration dans des fissures peut être associé à la perte d’un cours d’eau qui disparaît dans un réseau souterrain.

            On distingue deux types de réseaux : s’il est pénétrable, le réseau est dit transmissif, s’il est impénétrable, il est dit capacitif.

            Lorsqu’un cours d’eau sort de terre, on est en présence d’une résurgence s’il y a en amont la disparition de ce même cours d’eau dans un réseau souterrain (perte) ou d’une exurgence s’il n’y a pas de perte en amont et que l’eau sortante provient d’infiltrations.

            Le niveau de base a deux définitions :

-   géologique : il s’agit d’une couche imperméable ou moins perméable sur laquelle l’eau du réseau karstique circule,

-   géographique : c’est le niveau de la rivière ou de la mer dans laquelle le réseau karstique se déverse.

Lames minces



Pour déterminer les minéraux constituants une roche, une lame mince de celle ci est faite (épaisseur de 30 microns) et elle est examinée en lumière polarisée analysée.  Les grossissements sont souvent de l’ordre de 15 fois.

Les minéraux ne sont pas uniquement définis par une couleur, il s’agit plutôt d’une gamme de couleurs. Ceci s’explique par des variations de couleur avec l’épaisseur de la lame mince (normes différentes selon que l’on est européen ou anglo-saxon). La couleur peut aussi changer avec l’orientation des cristaux par rapport au rayon lumineux.

Prismes d'accrétion

Le phénomène d’accrétion est abordé en géologie lors de la formation de la Terre, au niveau des dorsales océaniques et des subductions.

Les prismes d’accrétion sédimentaire (ex arc sédimentaire ainsi appelé par opposition avec l’arc volcanique) sont des structures tectoniques associées aux subductions au niveau des marges actives.

Les bassins avant arc sont appelés ainsi en référence à l’arc volcanique: exemple de la mer Tyrrhénienne ou de la subduction dans l’Atlantique central avec l’arc volcanique de la Guadeloupe et de la Martinique et son bassin arrière arc de la mer des Caraïbes mais ce bassin existait auparavant. L’arc volcanique est venu s’ajouter.

Histoire géologique de la mediterranée

L’histoire de la Méditerranée, c’est l’histoire des Alpes et du rapprochement de l’Afrique et de l’Europe.

Il y a 80Ma, le promontoire apuléen s’est détaché de l’Afrique et un nouvel océan s’est ouvert entre eux: la Mésogée " au milieu des terres ". Quand l’Apulie est entrée en collision avec l’Europe, l’Afrique a continué à se rapprocher de l’Europe refermant la mer Mésogée. La Mésogée existe toujours, elle est au S de la Méditerranée, c’est la mer Ionienne ( S de la Calabre, de la Silice et de Chypre).

Lors de la fermeture de la Mésogée, il y a eu ouverture d’autres domaines océaniques : bassin liguro provençal, Golfe du Lion et domaine tyrrhénien ( archipel des Eoliennes).

 

ILES EOLIENNES.

Cet archipel des Eoliennes est formé de 7 îles disposées en Y.

Au sud à la base de l’Y :

- Vulcano : île proche de la Sicile. Une autre île au N (Vulcanelo) a été rattachée à Vulcano par un des derniers épisodes volcaniques de la région ayant conduit à l’émersion d’un nouveau volcan. Le volcan Vulcano n’est plus en activité.

- Lipari : distante de 800m, elle forme une commune avec 5 autres îles.

- Salinas : cette ile est la plus riche d’un point de vue agricole, ce qui explique pourquoi elle est divisée en 3 communes.

Sur la branche N E de l’Y :

- Panaréa dite île des milliardaires suite au tournage d’un film.

- Stromboli (toupie en italien) dont le volcan est en éruption permanente depuis 20000ans (une toutes les 20 minutes).

Sur la branche N W :

- île des fougères : Finicudi

- île des bruyères : Alicudi

Ophiolites

Les ophiolites sont des lambeaux de planchers océaniques retrouvés dans les montagnes. Par extension, le terme est appliqué aux constituants des planchers océaniques que l'on récupère par forages. Ophiolite vient de ophidien qui est le sous ordre des reptiles.

Les ophiolites sont constituées principalement de serpentinite dont le minéral essentiel est la serpentine.

Les plus vieux planchers océaniques ont 165Ma, ils sont dans le Pacifique au NW du Japon et dans l'Atlantique central vers les Caraïbes. Les planchers des Atlantiques N et S ont au maximum 80Ma (crétacé). C'est l'age de ces vieux planchers qui ont eu le temps de refroidir et de se densifier qui explique le début de subduction dans cette zone de l'Atlantique avec l'arc volcanique comprenant la Martinique et la Guadeloupe et le prisme d'accrétion sédimentaire de l'île de la Barbade.

Il existe des ophiolites beaucoup plus anciennes que 165Ma, jusqu'à plusieurs milliards d'années (Ga). Ces ophiolites très anciennes permettent de retrouver une partie de l'historique de la tectonique des plaques; leur composition a montré que les mécanismes de la tectonique ont changé depuis 2Ga certainement parce que la température était alors plus élevée, la croûte moins rigide et les mouvements de plaques plus rapides. Aidé par des simulations, l'hypothèse d'un nombre de plaques principales supérieur à 12 est acceptée.