Sédimentologie

Ce cours explore les environnements et processus sédimentaires, en mettant l'accent sur la physiographie des océans et les mouvements marins. Les étudiants apprendront à distinguer les marges passives et actives, ainsi que les bassins océaniques. Les effets des vagues, des marées et des courants sur la morphologie côtière et le transport sédimentaire seront également abordés. Ce cours est essentiel pour comprendre les dynamiques maritimes et leur impact sur les systèmes géologiques.

Le dépôt des sédiments est un processus fondamental en géologie, qui se produit lorsque l'énergie de l'agent de transport diminue, entraînant la sédimentation des particules. Ce phénomène est crucial pour comprendre la formation des différentes structures géologiques, telles que les moraines glaciaires, qui témoignent des mouvements des glaciers. La granulométrie des sédiments, c'est-à-dire la taille et la distribution des grains, offre des indices précieux sur les conditions de transport, la vitesse des courants, et le type d'environnement de dépôt.

L'érosion est un processus géologique fondamental qui résulte de la mobilisation et du transport des matériaux altérés par divers agents naturels tels que le vent, l'eau et la glace. Ce phénomène est particulièrement visible dans les paysages désertiques, où l'érosion éolienne peut créer des formes spécifiques comme les hamadas et les yardangs. L'eau, quant à elle, joue un rôle crucial dans l'érosion fluviale, sculptant les vallées et formant des structures comme les bad lands et les cuestas. À travers ce cours, nous explorerons les différents types d'érosion, leurs mécanismes et les paysages qu'ils engendrent, afin de mieux comprendre comment ces forces naturelles façonnent notre environnement.

L'altération des roches est un processus fondamental en géologie, influençant la composition des sols et des sédiments. Elle se divise en trois types principaux : physique, biologique et chimique. L'altération physique, par exemple, résulte de phénomènes tels que le gel-dégel ou l'usure mécanique, qui fragmentent les roches sans en changer la composition chimique. En revanche, l'altération chimique modifie la structure des minéraux, souvent en les dissolvant ou en les transformant en d'autres espèces, comme les argiles. L'altération biologique, quant à elle, implique l'action d'organismes vivants qui contribuent à la décomposition des roches par des mécanismes chimiques et mécaniques.

Les roches ferrifères sont des roches sédimentaires très riches en fer (au moins 15% ) avec une teneur en fer pouvant atteindre 65%. La majorité des gisements ferrifères semblent s'être formée en milieu marin. Ces roches se présentent sous deux types.

Lorsque l'eau s'évapore, elle dépose ses particules détritiques et les ions qu'elle contient précipitent sous forme de sels. Les matériaux déposés constituent une séquence évaporitique.

L'embouchure d'un cours d'eau dans la mer représente un domaine intermédiaire où s'affrontent les influences marines et fluviatiles. Le fleuve apporte des matériaux qui s'accumulent et gagnent sur la mer; la mer déblaie et remanie les matériaux apportés. Le résultat dépend du rapport de force existant entre le fleuve et la mer. Lorsque le fleuve a une influence dominante, il construit un delta; lorsque la mer est dominante, l'embouchure est un estuaire. Il existe en fait des intermédiaires entre ces deux types.

Le talus borde l'extrémitée distale de la plate-forme. Il est généralement entaillé par des canyons sous-marins par où transitent les matériaux qui sont épandus sur le glacis et la plaine abyssale.

Les sédiments littoraux des régions de basses latitudes sont à dominance carbonatée. La raison en est le faible apport silico-clastique venant du continent, dû aux conditions topo-graphiques et climatiques, et surtout l'intensité de la production de carbonates d'origine biologique. Sous ces latitudes, les organismes marins côtiers prolifèrent et précipitent l'ion calcium prélevé de l'eau de mer sous forme de carbonate qui s'accumule puisque moins soluble dans les eaux chaudes. Le bilan du calcium en solution dans l'eau de mer reste plus ou moins équilibré : les fleuves apportent des ions calcium issus de l'altération continentale, une partie des carbonates marins est dissoute en eau froide.

Les côtes rocheuses et escarpées bordant des mers agitées sont des domaine d'érosion ou du moins d'absence de sédimentation. Les matériaux arrachés sont emportés par les courants littoraux puis s'accumulent dans des "rentrants" protégés de la côte. L'action propre de l'hydrodynamisme marin est important sur les roches tendres. Les îles volcaniques constituées de cendres sont rapidement érodées par les vagues: dans les îles Lipari, le Vulcanello, petit volcan dont l'activité est historique, a déjà perdu la moitié de son cône. Les organismes participent à l'érosion des côtes: les mollusques lithophages, certaines annelides, perforent les roches dures. Des vers, des crustacés, des bivalves creusent desterriers dans les sédiments meubles. La mer agit également par voie chimique; au dessus du niveau de la mer apparaissent des cavités de dissolution surtout importantes dans les roches calcaires et qui sont dûes à l'action des embruns chargés de sels. Ces cavités ou taffoni, quand elles sont nombreuses, confèrent à la roche une structure alvéolaire déchiquetée commune sur les côtes atlantiques marocaines. Les algues participent également à la destruction chimique. L'érosion continentale ajoute son effet à celle de la mer. Le recul des falaises crayeuses du Pays de Caux est en grande partie due à l'action de la pluie et du gel qui minent la falaise et provoquent son éboulement. La mer déblaie les matériaux éboulés, dégage les silex et les usent en galets. Les galets sont entrainés vers le nord par le courant littoral et déposés jusqu'à la baie de Somme; ils constituent des plages particulièrement inconfortables.

Le vent dépose sa charge quand sa vitesse diminue. Tout type d'obstacle peut produire une sédimentation dans la zone protégée qu'il délimite: une touffe d'herbe, un mur ...Ces dépôts peuvent être remis en mouvement s'ils ne sont pas fixés par la végétation.. Les dépôts sont des sables et des poussières.

Les matériaux produits par les phénomènes d'érosion sont généralement déplacés sous l'action de la gravité et de l'eau, plus accessoirement sous l'action du vent.