Isostasie, Cycles d’érosion, Glacio-isostasie & Eustasie

(1)

Chapitre 11

Isostasie, Cycles d’érosion, Glacio- isostasie & Eustasie

Isostasie et eustasie : définitions

• Isostasie: mécanisme par lequel les masses de la lithosphère s’équilibrent sur le globe.

• Eustasie: variations absolues du niveau de la mer (causes diverses)

(2)

L i é t l h ’ t

Isostasie

La densité des éléments de la croute terrestre

Les minéraux et les roches n’ont pas tous le même poids spécifique gr/cm³ out/m³

• Roches sédimentaires 1.8 à 2.5

• Roches ignées g 2.9 à 3.2

• Olivine (manteau) 3.3

• Fer (noyau) 8.0

• Eau = 1

Strahler & Strahler, 2005

La densité des éléments de la croute terrestre Isostasie

• La lithosphère « flotte » sur l’asténosphère.

• Croute terrestre moins dense doit compenser en profondeur

• La masse inégale desLa masse inégale des Niveau

matériaux de l’écorce terrestre s’équilibre à la base de la lithosphère où le matériel est visqueux.

Modifié de Strahler and Strahler, 2005

Niveau d’équilibre des masses

(3)

La recherche d’un équilibre isostatique engendre la surrection:

Les effets de l’isostasie : la surrection Isostasie

surrection:

• des chaînes de montagnes composées de roches sédimentaires plissées légères,

• des régions en érosion, souvent les chaînes et les g , hauts plateaux,

• des régions libérées d’un poids : calottes glaciaires (glacio-isostasie).

La recherche d’un équilibre isostatique engendre la b id

Les effets de l’isostasie : la subsidence Isostasie

subsidence:

• des bassins sédimentaires et les fosses où s’accumulent des sédiments s’enfoncent (deltas);

• des régions où s’accumulent un poids:des régions où s accumulent un poids:

- croissance d’une calotte glaciaire (glacio-isostasie) - transgression marine (hydro-isostasie)

(4)

Les effets de l’isostasie : la subsidence Isostasie

Strahler and Strahler

Surrection des montagnes ; subsidence des bassin sédimentaires

Isostasie

L’isostasie et les principes à la base de la dénudation des paysages commandée par l’érosion fluviale sont à l’origine de la théorie des cycles d’érosion.

(5)

Les cycles d’érosion commandés par l’isostasie

Isostasie

1

2

4

3

5

(2006)

Isostasie

(6)

L’érosion, commandée par la circulation atmosphérique, active l’isostasie et contribue

Isostasie : le concept récent

p q

au soulèvement des chaînes de montagnes

Ou

Comment l’isostasie est contrôlée par le climat.

Soulèvement tectonique : érection des chaines de montagnes.

Le cas de l’Himalaya Isostasie : le concept récent

c a es de o tag es

Orographie: rôle du relief sur le climat

Précipitations : localisées selon les vents dominants

Érosion: précipitation → ruissellement Isostasie: contrecarre l’érosion

(7)

Le cas de l’Himalaya Isostasie : le concept récent

(8)

Érection d’une chaine de montagnes

Isostasie : le concept récent

montagnes

Orographie, précipitation sur le versant exposé aux vents

dominants

É i l i

Érosion plus importante sur ce versant

Roches en surface plus vieilles là où l’érosion fût la plus rapide

• L’Inlandsis laurentidien s’est retiré de l’est de la baie d’Hudson il y a environ 8000 ans.

La glacio-isostasie: l’est de la baie d’Hudson

• Le poids du glacier a engendré une subsidencede la lithosphère d’environ 200m.

• La mer de Tyrrell a submergé ces côtes déprimées

• Par le phénomène d’isostasie une fois le poids du glacier disparu la

• Par le phénomène d’isostasie, une fois le poids du glacier disparu, la lithosphère s’est relevée (surrection) (ajd≈ 1cm/an).

• On trouve aujourd’hui des traces d’anciens niveaux marins permettant de calculer la vitesse du relèvement isostatique postglaciaire

(9)

Plages soulevées à la baie d’Hudson

(10)

Plages soulevées à la baie d’Hudson

La courbe d’émersion

Mytilus edulisdans une plage (datable au ¹⁴C)

(11)

Mya truncata

(12)

Le relèvement isostatique postglaciaire actuel La glacio-isostasie: l’est de la baie d’Hudson

Les variations dépendent de la répartition des épaisseurs de glace au Pleistocène.

L’inlandsis avait plusieurs dômes (Labrador, Keewatin et Baffin)

Baffin).

Formation d’un bourrelet périphérique (ajustement)

Tarasov et Peltier, 2004

Les causes des variations du niveau marin:

• Variations du volume océanique (tectonique, L’eustasie

Variations du volume océanique (tectonique, sédimentation, volcanisme, ...).

• Glacio-eustasie (dernière glaciation -120m).

• Transferts des nappes phréatiques et réservoirs.

E i th i (0 001/C) ( 1C d h

• Expansion thermique (0.001/C) (ex. 1 C de hausse sur 200 m provoque une hausse de niveau de 20 cm).

• Hausse de 1.8 à 2 mm/an durant le 20ième siècle suite au réchauffement climatique.

(13)

L’eustasie