Par Christina Sloane | Mis à jour le 30 août 2022
L’altération est le processus naturel qui détruit les surfaces rocheuses, produisant ainsi le sol propice à la vie sur Terre. La vitesse et la manière dont les roches s'altèrent sont régies par une interaction complexe de forces physiques, chimiques et biologiques, qui peuvent toutes être amplifiées par l'activité humaine.
L'altération physique, ou désintégration mécanique, commence aux points les plus faibles d'une roche :fractures, joints, plans de stratification et contraintes subtiles de la tectonique des plaques. L'eau qui pénètre dans ces fissures peut geler, se dilater d'environ 9 % et élargir les fissures. Les racines des arbres et des arbustes poussent dans des crevasses, exerçant une pression qui peut séparer les roches, tandis que les cristaux minéraux qui précipitent dans les joints poussent vers l'extérieur à mesure qu'ils grandissent.
D'autres mécanismes incluent la dilatation et la contraction thermiques provoquées par les variations de température quotidiennes ou saisonnières, ainsi que le processus de déchargement, au cours duquel le matériau sus-jacent est enlevé (par érosion ou extraction humaine), permettant à la roche exposée de se défaire de ses couches comme un oignon. Les éclairs et les incendies de forêt peuvent également générer des changements rapides de température qui fracturent la roche.
L'altération chimique implique la transformation des minéraux rocheux par des réactions avec l'eau, l'oxygène et le dioxyde de carbone dissous. Les roches riches en calcite se dissolvent rapidement dans des solutions légèrement acides, tandis que les minéraux contenant du fer et du magnésium sont également vulnérables. En revanche, le quartz est particulièrement résistant aux attaques chimiques. Les agents biologiques (bactéries, lichens et racines des plantes) produisent des acides organiques qui améliorent la dissolution des minéraux. Ces processus affaiblissent la matrice rocheuse, la rendant plus susceptible à une dégradation physique ultérieure.
Étant donné que les altérations physiques et chimiques agissent souvent en tandem, elles s'amplifient mutuellement :les fragments de roche plus petits augmentent la surface de réaction et les roches chimiquement ramollies se fendent plus facilement.
Les activités humaines peuvent accélérer l’altération au-delà des taux naturels. L'agriculture, l'exploitation minière et la construction perturbent les sols et exposent des roches fraîches, augmentant ainsi la surface disponible pour l'altération et augmentant le risque d'érosion. La combustion de combustibles fossiles injecte un excès de CO₂ dans l’atmosphère; lorsque ce CO₂ se dissout dans l’eau de pluie, il forme de l’acide carbonique faible qui favorise l’altération chimique. Les pluies acides qui en résultent accélèrent non seulement la dégradation des roches, mais nuisent également à la végétation et à la vie aquatique.
En fin de compte, l’altération est une étape cruciale dans le cycle du carbone de la Terre, transformant le substrat rocheux en sol fertile à des échelles de temps géologiques. Comprendre ses facteurs nous aide à prédire les modèles d'érosion, à gérer l'utilisation des terres de manière durable et à protéger les écosystèmes qui dépendent de la santé des sols.