Par Terry Mann – Mise à jour 30 août 2022
Les roches peuvent sembler inflexibles, mais elles sont progressivement consommées par les forces naturelles. Les géologues appellent cette dégradation progressive altération , le processus qui transforme la roche solide en sédiment. L’eau est l’agent d’altération le plus répandu, en particulier lorsqu’elle passe de l’état liquide à l’état solide. Ce phénomène, connu sous le nom de altération par le gel et le dégel — entraîne une érosion mécanique importante dans le monde entier.
L’altération se divise en trois catégories principales :mécanique, chimique et biologique. L'altération mécanique ou physique élimine la matière d'une roche sans altérer sa chimie minérale. La composition de la roche reste chimiquement identique, mais sa taille et sa forme changent à mesure qu'elle est fracturée ou brisée.
L'eau se dilate d'environ 9 % lorsqu'elle gèle. Lorsque l’humidité s’infiltre dans une fissure dans une roche, elle gèle pendant la nuit, écartant les parois de la fissure. Le lendemain, la glace fond, mais la fissure élargie peut absorber davantage d'eau, qui se dilate à nouveau la nuit suivante. Des cycles répétés d'expansion et de contraction élargissent progressivement la fissure jusqu'à ce que des morceaux de roche se séparent et s'effondrent. Ce processus, également appelé calage du gel , est un puissant moteur de l’altération mécanique dans les climats froids. Encyclopédie de l'eau confirme le chiffre d'expansion de 9%.
Le gel et le dégel ne sont qu’un des moyens par lesquels l’eau érode la roche. Les rivières et les ruisseaux transportent des sédiments et des débris qui récurent les surfaces, tandis que les réactions chimiques dans l'eau peuvent dissoudre les minéraux. Le GrandCanyon en Arizona en est une excellente illustration :le débit incessant du fleuve Colorado, combiné au vent et à l’altération chimique, a sculpté les couches spectaculaires du canyon sur des millions d’années. Ces forces remodèlent continuellement le paysage, transformant les processus géologiques constructifs en sculptures naturelles durables.
L’altération chimique modifie la composition minérale d’une roche, produisant des oxydes, des sels et des argiles qui donnent aux formations leurs couleurs caractéristiques. L’altération biologique se produit lorsque des organismes (systèmes racinaires, animaux fouisseurs, lichens) attaquent physiquement ou chimiquement les roches. Souvent, ces trois mécanismes interagissent :les animaux fouisseurs ramènent des fragments de roche à la surface où ils deviennent vulnérables à la fois à la dissolution chimique et aux forces mécaniques.
Comprendre l'interaction de ces processus est essentiel pour les géologues, les ingénieurs civils et les planificateurs environnementaux qui travaillent à préserver ou à atténuer les environnements naturels et bâtis.