Nous avons cherch´e l’origine de ce vernis dans le parcours g´eologique de ce sable. Le sable provenant de la dune Ω1 vient de la mer, un peu plus au nord. Il est compos´e de grains de quartz anciens, de min´eraux plus jeunes provenant de l’anti-Atlas, et de carbonates de calcium ou magn´esium r´ecents (coquillages), mais aussi de carbonates anciens, restes de d´esagr´egation d’une plage fossilis´ee qui sert de support s´edimentaire `a cet endroit. Tout ceci refl`ete la richesse de composition du sable sur le littoral, avant que les processus ´eoliens ne l’emportent vers la dune. Toutefois, avant d’arriver sur la dune, le sable a un parcours physique assez peu commun : il passe par une grande ´etendue en-dessous du niveau de la mer, l´eg`erement humide, pleine de sel, appell´ee sebkha (en arabe, “lac de sel”). Du fait de l’humidit´e du sol, le sable reste pi´eg´e `a la surface pendant un temps ind´efini avant d’ˆetre de nouveau arrach´e par le vent et de repartir vers la dune.
Les syst`emes salins sont principalement pr´esents en milieux arides, lorsque l’´evaporation est plus importante que les pr´ecipitations [57, 58].Lorsque des d´epressions se forment pour une raison quelconque (par exemple l’effondrement des sols calcaires min´es par l’´erosion), la nappe phr´eatique peut affleurer au niveau du sol, formant habituellement des lacs ou ´etangs en milieux temp´er´es. En milieu aride, l’eau s’´evapore beaucoup plus vite et disparaˆıt. Les s´ediments dissous dans cette eau pr´ecipitent et s’agglom`erent au sol, ce qui fait monter son niveau au-dessus de celui de la nappe. Le sol est alors ´erod´e par le vent, et un ´equilibre se forme entre les processus ´eoliens et le niveau de la nappe phr´eatique. Les s´ediments d´epos´es sont constitu´es principalement de sel cristallis´e, mais aussi d’autres min´eraux selon le contexte g´eologique pr´ecis du syst`eme salin consid´er´e, selon la proportion d’eau de mer et des eaux de ruissellement dans la nappe phr´eatique, ou selon l’importance des pr´ecipitations [59]. Ce processus g´eologique explique dans ce cas pr´ecis la formation du vernis que nous avons ´evoqu´e pr´ec´edemment. Lorsque du sable est pouss´e par le vent dans de telles d´epressions, il est pi´eg´e par la surface humide, et se retrouve recouvert par les s´ediments qui pr´ecipitent chaque jour sous le soleil de midi.
Mˆeme si le vernis cr´e´e a une composition proche de celles des vernis des roches dans les d´eserts (gla¸cure du d´esert), il est toutefois possible que la fa¸con dont ce vernis a ´et´e cr´e´e change
4.3 G´eologie des sables chantants : syst`emes salins (Sebkhas, lacs sal´es, ...) Océan Atlantique Dunes Côtières Omega1 Vent Dominant Lac Sabkha Oued (sec) Route
Fig.4.6: Photo a´erienne et repr´esentation sch´ematique de la r´egion autour des dunes chantantes de Tarfaya (Ω1). Le sable de la dune passe clairement une longue p´eriode dans la sabkha avant d’arriver sur la dune.
certaines de ses propri´et´es, et notamment ses propri´et´es m´ecaniques. En effet, les vernis `a la surface des roches dans les d´eserts sont cr´e´es par d´epˆots de poussi`eres qui s’agglom`erent par des forces attractives faibles (Van der Waals). Dans les syst`emes salins, les s´ediments sont pr´ecipit´es et donc sont probablement accroch´es aux grains avec des forces autrement plus importantes (liaisons ioniques, covalentes, ...). De plus le processus d’´evaporation cr´ee un vernis beaucoup plus rapidement qu’un d´epˆot successif `a la surface des roches, donc la cin´etique de cr´eation de vernis dans les deux cas n’est pas du tout la mˆeme, ce qui peut mener `a des agglom´erats aux configurations diff´erentes et donc aux propri´et´es diff´erentes (par exemple deux ´edifices cristallins avec des mailles diff´erentes pour une mˆeme composition, ou encore des mat´eriaux amorphes aux propri´et´es diff´erentes). Quoi qu’il en soit, sans pr´ejuger de la qualit´e du vernis cr´e´e, il est sˆur qu’un vernis d´epos´e par un syst`eme salin est beaucoup plus sˆurement d´epos´e sur tous les grains qu’un vernis fait de d´epˆots de poussi`eres : en effet la pr´ecipitation entraˆıne la cr´eation du vernis sur chacun des grains de sable, alors que les d´epˆots ´eoliens ne se font que sur les surfaces `a l’air
Vernis
Zone grattée
Fig.4.7: Pierre vernie au mˆeme endroit que les grains de la dune Ω1. Le vernis est apparent sur une face de la pierre ; l’autre face, gratt´ee, change de couleur et est tr`es diff´erente au toucher par l’absence de vernis.
libre, ce qui ne change probablement rien pour des roches macroscopiques, mais change tout pour la quantit´e de grains de sable trait´es.
Cette particularit´e g´eologique pr´esente pr`es de la dune Ω1 ayant ´eveill´e notre curiosit´e, regardons plus en d´etail les alentours d’autres dunes de sable qui chantent.
Les figures 4.6, 4.9, 4.10 et 4.11 montrent les emplacements de plusieurs dunes qui chantent, d´ecrites pr´ec´edemment. On voit pour chacune de ces dunes la pr´esence proche d’un syst`eme salin, ce qui indique une bonne corr´elation entre la proximit´e de ces syst`emes et la capacit´e du sable `a ´emettre du son. Parfois le lien est moins ´evident, par exemple la dune d’Al-Askharah fig. 2.1 ne semble pas `a proximit´e directe d’un syst`eme salin. Toutefois l’observation par photo satellite est rendue assez difficile par la proximit´e des habitations humaines ; en tout cas, il est sˆur que le littoral d´esertique au sud d’Al-Askharah est un syst`eme salin, ne serait-ce que par son aridit´e et la pr´esence imm´ediate de la mer qui fouette de ses embruns le sable de la r´egion. Reste alors `a savoir pourquoi le sable des dunes g´eantes du d´esert de Wanibah au nord d’Al-Askharah [52] ne chante pas, puisqu’en toute logique il provient aussi du mˆeme littoral. A cela plusieurs interpr´etations sont possibles.
– Peut-ˆetre qu’au moment de la formation de ces dunes le climat ´etait plus doux et qu’il n’y avait pas de syst`eme salin suffisamment important le long du littoral.
4.3 G´eologie des sables chantants : syst`emes salins (Sebkhas, lacs sal´es, ...)
©2010 Google - Imagerie ©2010 DigitalGlobe, Cnes/Spot Image, GeoEye, Données cartographiques ©2010 Mapabc -
Dune Lac Étangs Étendues salines Cultures Dune Dune
Fig.4.8: Site de Baidan Jirin, en Chine. L’affleurement de la nappe phr´eatique est mˆeme contrˆol´ee par les habitants, qui transforment les ´etangs soit en lacs, soit en ´etendues salines, soit en terres `a culture, selon la quantit´e des arbres qu’ils y plantent.
– Les dunes g´eantes de Wanibah sont tr`es tr`es vieilles, et peut-ˆetre que la capacit´e de chanter du sable se perd avec le temps ; en effet les grains vieillissent : mˆeme si l’humidit´e peut conserver et restaurer le vernis (notamment pendant les moussons d’´et´e), ses variations journali`eres ainsi que celles de temp´erature font ´eclater les plus vieux grains pour en former de plus petits et anguleux et moins bien tri´es, ce qui n’est pas bon pour le chant [35]. – Peut-ˆetre enfin que le sable des dunes de Wanibah ne vient pas seulement du littoral,
mais aussi d’autres endroits o`u le sable n’est pas vernis. De r´ecentes ´etudes ont permis de privil´egier la troisi`eme piste : en effet, bien que la forme lin´eaire continue des dunes de ce d´esert sugg`ere une construction homog`ene dans le pass´e, une analyse min´eralogique plus pouss´ee [60] r´ev`ele qu’en fait la partie sup´erieure de ce d´esert est compos´ee de sable qui provient de la chaˆıne des montagnes Hajar, au nord, et qui alimente ce d´esert par les oueds printaniers. De plus, l’angle l´eg`erement diff´erent des dunes longitudinales entre la
ix Bas. Ré R o u te Dunes Étendue Saline Bassin Alluvionnaire Montagne Montagne Montagne Rocher
Fig.4.9:Dummont Dunes, Arizona. Ici, l’ensemble de dunes situ´es dans cette d´epressions est en partie aliment´e par les coul´ees de s´ediments de la montagne sud, qui d´ebouchent dans une ´etendue saline situ´ee au centre de la d´epression.
partie nord (la plus vieille) et la partie sud (qui provient directement de la mer) indique que le vent a tourn´e depuis la formation de ce d´esert.
4.3 G´eologie des sables chantants : syst`emes salins (Sebkhas, lacs sal´es, ...)
©2010 Google - Imagerie ©2010 DigitalGlobe, USDA Farm Service Agency, GeoEye, Données cartographiques ©2010 Google -
Montagnes (rocheuses) Dunes Eureka Étendue Saline Pi st e
Fig.4.10:Dunes d’Eureka, californie. Comme pour les dunes de Dumont, les sables entraˆın´es par l’´erosion et les alluvions au fond de la cuvette (syst`eme salin) sont repris par le vent et accumul´es sur un cˆot´e de la d´epression (vraisemblablement celle de la direction moyenne du vent). Ce processus est assez caract´eristique pour les dunes chantantes dans le sud de la chaˆıne des Rocheuses.
Marais Salants Dune Route Massif rocheux Massif rocheux
Fig.4.11:Les dunes de sand mountain (Nevada) sont situ´ees `a cˆot´e d’un syst`eme salin tellement important qu’il est exploit´e comme marais salant. On retrouve aussi le mˆeme processus d’accumulation dans le syst`eme salin au fond de la cuvette, puis l’arrachement des grains par le vent pour s’accumuler sur une dune voisine.