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sédimentation

falaise de calcaire, Bonifacio
falaise de calcaire, Bonifacio

Ensemble des phénomènes qui conduisent à la formation et au dépôt d'un sédiment.

Les processus de sédimentation

À la surface de la Terre, les matériaux qui se déposent en strates subissent un long processus pour passer du sédiment à la roche. Ces processus se déroulent selon 3 grandes étapes : l'altération de la roche mère, le transport des éléments et le dépôt.

Voir aussi l'article roche sédimentaire.

L'altération de la roche mère

• La désagrégation mécanique des roches qui affleurent se produit sur leurs discontinuités (fissures, porosité, différents composants aux propriétés physico-chimiques différentes, etc.). Les écarts de températures et la propriété de l’eau qui augmente de volume en gelant contribuent à cette fragmentation.

Sous l’effet de la pesanteur, les éléments se désolidarisent. Par les particules qu’il transporte, le vent corrode les roches. De la même manière, le poids du glacier et les moraines qui sont véhiculées participent à l’usure des matériaux. La force des vagues, les mouvements des marées ont ce même type d’action mécanique.

• L’altération chimique est essentiellement due à l’eau dont les rôles de solvant et d’hydrolyse sont essentiels surtout sur certains éléments comme le calcaire (→ karst). Sur les roches magmatiques qui affleurent, cette action est très forte car les roches ne sont plus en équilibre (leur condition de formation selon la pression et la température n’étant plus respectée, elles sont plus vulnérables).
• L’action des êtres vivants ne doit pas être négligée : par leurs terriers, les animaux agissent sur les roches meubles, la force de pénétration des racines est très forte et l’émission de dioxyde de carbone (respiration racinaire) ajoute une altération chimique.

Le transport des éléments

L’érosion va enlever les éléments aux terrains altérés et ceux-ci vont être transportés. Un transport provoque généralement un tri des sédiments transportés selon leur taille.
• L’eau liquide est le principal agent de transport des particules dissoutes, mais aussi des particules plus grosses. La turbulence, la force du courant et la taille des particules interagissent dans la distance du transport. Il y a un granoclassement.
• Les glaciers transportent des moraines, mais il n’y a pas de granoclassement.

• L’air ayant une faible densité mais parfois une grande force (→ vent), il peut véhiculer d’énormes quantités de particules de petites tailles, sur de très longues distances (il y a donc un granoclassement) : des millions de tonnes de sable saharien sont ainsi transportés annuellement par les vents jusqu’en Europe.

Le dépôt et la diagenèse

Lorsque l’agent de transport perd de son intensité ou que les conditions physico-chimiques changent, les éléments se déposent (ils « sédimentent ») ou précipitent. Souvent riches en eau, ces sédiments meubles vont d’abord se déshydrater.

La diagenèse est la transformation de ces dépôts pour aboutir à une roche compacte. Sous l’effet du poids des sédiments superficiels, les éléments plus profonds se déshydratent. Des réactions chimiques provoquent des dissolutions mais aussi des concrétions accompagnées de cimentation. Enfin, il peut s'opérer des changements dans la structure des minéraux (épigénisation). C’est le cas de la transformation de l’aragonite en calcite (→ calcium).

Devenir des roches sédimentaires

Après la formation de la roche sédimentaire, celle-ci s’enfonce. Soumise à l’augmentation de pression et de température, elle se transforme en roche métamorphique (→ gneiss).

Lorsque la fusion est atteinte, le magma formé donnera selon les conditions de cristallisation des roches éruptives (→ basalte) ou plutoniques (→ granite).

Lorsqu'elles remontent en surface, toutes ces roches subissent de nouveau l’érosion, le transport et la sédimentation. Ainsi, à l’échelle du million d’année, elles s’inscrivent dans le cycle des roches.

Géomorphologie : les sédiments et l'histoire de la Terre

La sédimentation est réglée par les milieux bioclimatiques régionaux et par les mouvements orogéniques qui forment les chaînes de montagnes. La théorie de la biorhexistasie d'Henri Erhart (1955) permet de distinguer dans l'histoire géologique des périodes caractérisées par une active pédogenèse (formation des sols) et l'évacuation des produits en solution. La sédimentation chimique ou biochimique est à mettre en relation avec le couvert végétal des continents. En revanche, quand le couvert végétal est absent, on observe une érosion intensive des roches qui affleurent et des sols non protégés. La sédimentation est alors détritique.

Toutefois, la rupture des équilibres pédogéniques peut être imposée par une tectonique active, créatrice de reliefs jeunes. La nature des dépôts est susceptible d'être influencée par le système de pentes sur les continents et par la proximité du littoral vis-à-vis des lieux de sédimentation. Les mouvements orogéniques engendrent les plus grandes accumulations terrigènes (sédimentation d'éléments d'origine continentale en milieu marin), comme les molasses dont la localisation est grossièrement périphérique par rapport aux chaînes dont les flyschs font partie intégrante.

Ainsi les séquences sédimentaires enregistrent fidèlement l'évolution de l'environnement des aires de dépôt et contribuent à la reconstitution des événements les plus marquants de l'histoire de la Terre.