Les processus qui façonnent le relief

Parlons sciences avec fichiers de Robyn Auld
Lisibilité
7.8

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Le Canada possède des formes de relief remarquables. Découvre comment la météorisation, l’érosion et la sédimentation façonnent le relief.

Le Canada abrite pratiquement toutes les formes de relief existantes. On y trouve des montagnes et des vallées, des collines ondulées et de vastes plaines, et même quelques fjords!

Les formes de relief sont des caractéristiques physiques de la surface de la Terre. Ce sont elles qui créent les différents paysages naturels de notre planète. Elles servent d’habitat aux animaux, aux végétaux et aux êtres humains. Elles confèrent à un lieu sa topographie. Autrement dit, quand on parle de la topographie d’un lieu, on fait référence à la configuration de ses formes de relief.

Les formes de relief peuvent créer des paysages grandioses. Ainsi, la topographie d’un lieu comme le Grand Canyon est absolument spectaculaire. Cependant, ce qu’il y a de plus intéressant avec les formes de relief, c’est la manière dont elles sont façonnées et dont elles disparaissent.

Le savais-tu? 

La topographie est la science qui étudie la surface terrestre. Cela inclut la géographie et les différences d’altitude. Les variations de hauteur de terrain forment ce que l’on appelle le relief.

La météorisation est l’un des principaux processus qui créent les différentes formes de relief. Elle peut être mécanique et avoir pour agents la température et les précipitations, de même que la pression qui s’exerce sur les roches, les minéraux et les sols. Elle peut aussi être chimique et résulter de réactions chimiques qui altèrent la roche, les minéraux et les sols.

Qu’est-ce que la météorisation mécanique?

La météorisation mécanique est un processus qui provoque une fragmentation des matériaux constitutifs de la surface terrestre.

Quand elle a pour agent le gel, on parle de gélifraction. La gélifraction, aussi appelée gélivation ou cryoclastie, se produit quand de l’eau s’infiltre dans les minuscules fissures d’une masse rocheuse. En gelant, cette eau augmente de volume et la pression ainsi exercée provoque le fractionnement de la roche. Au fil des cycles gel-dégel, l’eau s’infiltre en quantité grandissante dans les fissures, fragmentant de plus en plus la roche.

Roche ayant éclaté sous l’effet de la gélifraction
Roche ayant éclaté sous l’effet de la gélifraction (source : Till Niermann [CC BY-SA 3.0] via Wikimedia Commons).

La météorisation mécanique peut aussi être provoquée par la pression qui règne à l’intérieur de la Terre. Une roche liquide, le magma, est piégée sous la surface terrestre, en même temps que différents gaz. Ces matières sont très chaudes et subissent une énorme pression. Quand le magma et les gaz remontent vers la surface, ils créent parfois des fissures qui libèrent la pression. C’est ce qui se passe quand un volcan entre en éruption.

Le savais-tu?

Le magma est une roche en fusion qui circule sous la surface terrestre. Une fois qu’il est remonté à la surface, on lui donne le nom de lave.

Qu’est-ce que la météorisation chimique?

La météorisation chimique est un processus qui modifie les propriétés chimiques des matériaux constitutifs de la surface terrestre.

La carbonatation est un exemple de météorisation chimique. Elle se produit quand des pluies acides tombent sur des roches contenant du carbonate de calcium (CaCO3). C’est souvent elle qui est à l’origine de la désagrégation du calcaire. L’acide sulfurique présent dans les pluies acides réagit avec le calcaire. Cette réaction produit un nouveau composé chimique appelé « bicarbonate de calcium » Ca(HCO3)2, qui remplace la roche.

L’oxydation est un autre exemple de météorisation chimique. L’oxygène de l’air réagit avec les éléments chimiques présents dans les matériaux constituant les différentes formes de relief. Le changement de couleur est un signe habituel d’oxydation, en particulier dans les formations rocheuses contenant beaucoup de fer. Quand le fer est exposé à l’oxygène, une réaction d’oxydoréduction produit de l’oxyde de fer. C’est ce qu’on appelle plus communément de la rouille!

Un morceau de grès
Couche extérieure oxydée de couleur rouge d’un morceau de grès récemment cassé (source : Pollinator via Wikimedia Commons). Le savais-tu? 

Le savais-tu? 

Le cuivre change lui aussi de couleur quand il s’oxyde. Jusqu’à récemment, les toits en cuivre des édifices du Parlement du Canada à Ottawa étaient connus pour leur couleur verte. Grâce à un nouveau revêtement en cuivre, leur couleur est à présent plus proche de celle des pièces de un cent! 

Quels autres processus géologiques altèrent les formes de relief?

L’érosion fait partie des autres processus géologiques qui créent des formes de relief.

Tandis que les processus de météorisation mécanique et chimique fragmentent simplement les matériaux constituant la surface terrestre, l’érosion, elle, entraîne un déplacement de ces matériaux. Ainsi, le vent, l’eau ou la glace peuvent creuser une vallée en détachant et en déplaçant des matériaux. Un plateau peut aussi se former de cette manière.

Bien sûr, les matériaux érodés ne disparaissent pas vraiment. Ils finissent par se déposer ailleurs, s’accumulant en couches par un processus appelé sédimentation. Cette accumulation peut donner naissance à de nouvelles formes de relief. Par exemple, la sédimentation littorale crée les plages. Quand les matériaux érodés se déposent à l’embouchure d’un fleuve, ils peuvent former un delta.

Delta du fleuve Mackenzie dans les Territoires du Nord-Ouest
Delta du fleuve Mackenzie dans les Territoires du Nord-Ouest. Photo prise par le satellite Terra de l’Agence spatiale des États-Unis (NASA), le 4 août 2005 (source : NASA).

L’attraction constante vers le bas exercée par la force de gravité peut elle aussi modifier le paysage en créant de nouvelles formes de relief. L’érosion gravitationnelle peut prendre la forme de petits morceaux de sol qui descendent lentement la pente d’une colline pendant de nombreuses années ou celle de gigantesques plaques de sol ou de roche qui se décrochent subitement en un glissement de terrain.

De nombreuses autres forces façonnent le relief sur Terre. Certaines personnes ont pour métier d’étudier la manière dont ces formes se créent et se transforment. Ces géologues, géographes et autres spécialistes des sciences de la Terre font constamment de nouvelles découvertes sur la fascinante topographie de notre planète.

Points de départ

Connecter et Relier

  • Peux-tu donner quelques exemples de météorisation, d’érosion et de sédimentation dans ta région?
  • Choisis une curiosité topographique naturelle de ta région et décrit les processus qui, selon toi, l’ont façonnée.
  • Tu as probablement déjà vu des nids-de-poule sur les routes de ta région. Décris les étapes de météorisation et d’érosion qui les ont créés.

Connecter et Relier

  • Peux-tu donner quelques exemples de météorisation, d’érosion et de sédimentation dans ta région?
  • Choisis une curiosité topographique naturelle de ta région et décrit les processus qui, selon toi, l’ont façonnée.
  • Tu as probablement déjà vu des nids-de-poule sur les routes de ta région. Décris les étapes de météorisation et d’érosion qui les ont créés.

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Certaines des plus hautes montagnes du monde se trouvent dans les profondeurs de l’océan, formant ce que l’on appelle la dorsale médio-atlantique. Explique pourquoi ces montagnes sous-marines ont des sommets pointus alors que les montagnes situées dans le nord du Canada ont des sommets arrondis.
  • La construction des villes a-t-elle modifié le fonctionnement naturel de la météorisation et de l’érosion? Développe ta réponse.
  • Les nids-de-poule des routes sont créés par les mêmes processus que ceux qui façonnent les reliefs de la Terre. D’après toi, pourra-t-on construire un jour des routes capables de résister à ces processus? Justifie ta réponse.

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Certaines des plus hautes montagnes du monde se trouvent dans les profondeurs de l’océan, formant ce que l’on appelle la dorsale médio-atlantique. Explique pourquoi ces montagnes sous-marines ont des sommets pointus alors que les montagnes situées dans le nord du Canada ont des sommets arrondis.
  • La construction des villes a-t-elle modifié le fonctionnement naturel de la météorisation et de l’érosion? Développe ta réponse.
  • Les nids-de-poule des routes sont créés par les mêmes processus que ceux qui façonnent les reliefs de la Terre. D’après toi, pourra-t-on construire un jour des routes capables de résister à ces processus? Justifie ta réponse.

Explorer les concepts

  • Quelle est la différence entre la météorisation et l’érosion?
  • Quelle est la différence entre la météorisation mécanique et la météorisation chimique?
  • La météorisation, l’érosion et la sédimentation sont des processus qui arasent les montagnes. Étant donné que la Terre est âgée de plusieurs milliards d’années, pourquoi n’est-elle pas complètement aplanie?

Explorer les concepts

  • Quelle est la différence entre la météorisation et l’érosion?
  • Quelle est la différence entre la météorisation mécanique et la météorisation chimique?
  • La météorisation, l’érosion et la sédimentation sont des processus qui arasent les montagnes. Étant donné que la Terre est âgée de plusieurs milliards d’années, pourquoi n’est-elle pas complètement aplanie?

Nature de la Science / Nature de la Technologie

  • Au Canada, les anciennes pierres tombales étaient généralement faites en calcaire. Plus récemment, on a remplacé le calcaire par du granit. Selon toi, quel rôle a joué notre compréhension scientifique du processus d’érosion dans ce remplacement? Développe ta réponse.
  • Un glissement de terrain se produit quand une masse de roches et de sols dévale rapidement une pente, pouvant provoquer d’immenses dégâts infrastructurels et surtout des pertes humaines. Bien que les scientifiques aient acquis une bonne connaissance du comment et du pourquoi des glissements de terrain, ils ne sont pas encore capables de prévoir avec précision quand ceux-ci peuvent se produire. Les scientifiques devraient-ils avoir leur mot à dire sur les endroits où l’on peut construire ou non des bâtiments grâce à leur connaissance des risques de glissement de terrain? Pourquoi?

Nature de la Science / Nature de la Technologie

  • Au Canada, les anciennes pierres tombales étaient généralement faites en calcaire. Plus récemment, on a remplacé le calcaire par du granit. Selon toi, quel rôle a joué notre compréhension scientifique du processus d’érosion dans ce remplacement? Développe ta réponse.
  • Un glissement de terrain se produit quand une masse de roches et de sols dévale rapidement une pente, pouvant provoquer d’immenses dégâts infrastructurels et surtout des pertes humaines. Bien que les scientifiques aient acquis une bonne connaissance du comment et du pourquoi des glissements de terrain, ils ne sont pas encore capables de prévoir avec précision quand ceux-ci peuvent se produire. Les scientifiques devraient-ils avoir leur mot à dire sur les endroits où l’on peut construire ou non des bâtiments grâce à leur connaissance des risques de glissement de terrain? Pourquoi?

Littératie médiatique

  • Dans la série docufiction Life After People, des spécialistes des sciences ont extrapolé à quoi la Terre ressemblerait sans les êtres humains. Trouve sur Internet des images de cette série montrant les effets des processus de transformation des formes de relief qui correspondent à ceux décrits dans cet article.
  • Les publicités touristiques montrent souvent des images de curiosités topographiques. Pourquoi met-on en valeur ces curiosités dans des publicités qui cherchent à inciter les gens à visiter un lieu? Justifie ta réponse.

Littératie médiatique

  • Dans la série docufiction Life After People, des spécialistes des sciences ont extrapolé à quoi la Terre ressemblerait sans les êtres humains. Trouve sur Internet des images de cette série montrant les effets des processus de transformation des formes de relief qui correspondent à ceux décrits dans cet article.
  • Les publicités touristiques montrent souvent des images de curiosités topographiques. Pourquoi met-on en valeur ces curiosités dans des publicités qui cherchent à inciter les gens à visiter un lieu? Justifie ta réponse.

Suggestions d'enseignement

  • Cet article peut servir pour des activités d’enseignement et d’apprentissage dans les catégories « Sciences de la Terre », « Roches et matériaux constitutifs de la Terre » et « Processus de météorisation, d’érosion et de sédimentation ». Parmi les concepts présentés, citons la forme de relief, la topographie, la météorisation, la météorisation mécanique, la gélifraction, la désagrégation, l’expansion, le magma, les plaques tectoniques, la météorisation chimique, la carbonatation, les pluies acides, l’oxydation, la réaction d’oxydoréduction, l’érosion, la vallée, le plateau, l’érosion gravitationnelle et la gravité.
  • Avant la lecture de cet article, les enseignants peuvent utiliser la stratégie d’apprentissage Aperçu du vocabulaire pour solliciter les acquis et présenter les nouveaux termes à leurs élèves. Des fiches reproductibles prêtes à utiliser d’Aperçu du vocabulaire sont disponibles en formats [Document Google] et [PDF].
  • Après la lecture de cet article, les enseignants peuvent demander aux élèves d’appliquer la stratégie d’apprentissage de la Toile de définition du concept afin d’aider ceux-ci à mieux comprendre le concept d’érosion. Téléchargez les fiches reproductibles prêtes à utiliser de la Toile de définition du concept pour cet article en formats [Document Google] et [PDF].
  • Autre possibilité : afin d’aider les élèves à consolider leurs connaissances, les enseignants peuvent leur demander de créer un organisateur graphique dans lequel ils définiront et trieront les différents types de météorisation et d’érosion traités dans cet article.

 

Suggestions d'enseignement

  • Cet article peut servir pour des activités d’enseignement et d’apprentissage dans les catégories « Sciences de la Terre », « Roches et matériaux constitutifs de la Terre » et « Processus de météorisation, d’érosion et de sédimentation ». Parmi les concepts présentés, citons la forme de relief, la topographie, la météorisation, la météorisation mécanique, la gélifraction, la désagrégation, l’expansion, le magma, les plaques tectoniques, la météorisation chimique, la carbonatation, les pluies acides, l’oxydation, la réaction d’oxydoréduction, l’érosion, la vallée, le plateau, l’érosion gravitationnelle et la gravité.
  • Avant la lecture de cet article, les enseignants peuvent utiliser la stratégie d’apprentissage Aperçu du vocabulaire pour solliciter les acquis et présenter les nouveaux termes à leurs élèves. Des fiches reproductibles prêtes à utiliser d’Aperçu du vocabulaire sont disponibles en formats [Document Google] et [PDF].
  • Après la lecture de cet article, les enseignants peuvent demander aux élèves d’appliquer la stratégie d’apprentissage de la Toile de définition du concept afin d’aider ceux-ci à mieux comprendre le concept d’érosion. Téléchargez les fiches reproductibles prêtes à utiliser de la Toile de définition du concept pour cet article en formats [Document Google] et [PDF].
  • Autre possibilité : afin d’aider les élèves à consolider leurs connaissances, les enseignants peuvent leur demander de créer un organisateur graphique dans lequel ils définiront et trieront les différents types de météorisation et d’érosion traités dans cet article.

 

En savoir plus

3 décennies sur Terre en séquences accélérées (2017) TIME for Kids -- Vidéo montrant l’évolution sur 30 ans de différentes villes du monde sous forme de séquences accélérées. Découvre comment les paysages et les formes de relief ont été modifiés par les phénomènes météorologiques, l’érosion et l’activité humaine. (2:16)

Information topographique Ressources naturelles Canada -- Hyperliens vers différentes sources d’information et bases de données sur la topographie du Canada, notamment Toporama, qui est une carte topographique interactive du Canada proposant de nombreux outils.

La carte topographique Alloprof -- Les éléments présents sur la carte topographique et comment les utiliser.

Joffre Peak – A Known Producer Blogue personnel qui contient des photos et des vidéos en haute définition du mont Joffre, près de Pemberton (Colombie-Britannique), dont le sommet a été profondément modifié par deux gigantesques glissements de terrain en mai 2019.

Références

Shaw, E. (2018, mars 13). What is the difference between erosion and deposition? Sciencing.

Cook, M. (2018, mars 23). How does gravity cause erosion? Sciencing.

Helmenstine, A. M. (2019, juillet 9). 4 types and examples of chemical weathering. ThoughtCo.

National Geographic. (2018, avril 19). Weathering.

Sujets connexes