comment cela s'est formé ?

[BlueFab]

Bonjour tout le monde,
Je reviens d'une balade en montagne, et plusieurs questions de géologie me viennent en cascade.
Je n'ai jamais suivi de cursus en géologie, ça m'intéresse mais le temps que je m'y mette et que je trouve par moi même les réponses à mes questions... je me suis dit qu'une personne experte aurait peut être le temps de me répondre ici.
Je vais commencer par une première photo et quelques simples questions pour valider deux trois trucs, puis j'ai une deuxième photo, d'une formation très belle (à mon goût !) qui m'a fascinée et dont j'aimerais connaître l'origine.
Donc je commence par cette photo de falaise, sur laquelle on distingue très bien d'innombrables strates. Mes questions :
1) j'imagine que le mécanisme pour obtenir ces strates, c'est un lent dépôt sur le plancher océanique ?
2) pourquoi obtient on l'effet "milles feuilles" ? le dépôt est il régulièrement différent ? (En composition, en vitesse ?)
3) est ce qu'on connaît un ordre de grandeur du nombre d'années qui ce sont écoulées entre la formation de chaque strates ? Une ? Des dizaines ? Des milliers ?
Je vous remercie d'avance pour vos réponses !
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[Tawahi-Kiwi]

Salut,

1) j'imagine que le mécanisme pour obtenir ces strates, c'est un lent dépôt sur le plancher océanique ?

De telles strates sont en effet bien souvent d'origine marine (elles peuvent aussi etre lacustres ou fluviatiles, mais c'est plus rare et un peu different (moins d'extension laterale notamment)).

Elles ne sont neanmoins pas 'oceanique' au sens geologique du terme. Elles sont formees dans les mers epicontinentales. Ce sont toutes les zones de croute continentale qui sont submergees par la mer. Elles sont soit en marge des continents, soit a l'interieur des terres. La mer du Nord est un bon exemple, avec une profondeur moyenne de 90m (allant jusqu'a 700m) alors que les oceans sont plusieurs milliers de metres de profondeur.

Les sediments oceaniques sont rarement preserves car tres profond et necessite des conditions tectoniques particulieres pour etre ramenes a la surface. La plupart entre dans une zone de subduction.

2) pourquoi obtient on l'effet "milles feuilles" ? le dépôt est il régulièrement différent ? (En composition, en vitesse ?)

Les strates indiquent des changements de lithologie. Cela peut etre juste de la granulometrie (bancs de grains grossiers alternant avec des bancs plus fins), des changements de composition (bancs de sable alternant avec des bancs plus argileux), parfois des changements de texture (parmi les calcaires notamment). Ici, cela a l'air compositionel alternant des gres (ou des calcaires?) avec des bancs fins plus argileux, et donc plus facilement erodes, ce qui marque bien la limite entre chaque banc.

Les strates indique que le milieu marin n'a pas ete tout le temps le meme. Pour de petits changements comme ceux-ci, ce sont de petits evenements environmentaux locaux.
Cela peut etre lie a la 'vitesse' comme tu l'ecris: Plus une roche est formee de grains de large taille, plus le milieu est dynamique.

En surface, sur les plages bordee d'une mer agitee, on trouve des galets; les plages normales, du sable; et les zones etendues ou les vagues perdent de leur energie, c'est plus de la boue. Plus un milieu marin est agite, plus les particules maintenue en suspension peuvent etre grosses.
En profondeur, la meme chose a lieu. Pres de la surface, les vagues permettent de mobiliser le sable, mais apres une centaine de metre il n'y a plus aucun effet des vagues de surface et on a que des sediments fins.

Une autre possibilite commune est une alternance du a des evenements meteorologiques (ex: inondations) amenant des sediments fins par les rivieres, recouvrant le sable qui est depose normalement, et le cycle se repete. La meme chose peut arriver avec les calcaires, formes par l'activite biologique, qui est un peu etoufee lorsque beaucoup des boues proviennent du continent.

3) est ce qu'on connaît un ordre de grandeur du nombre d'années qui ce sont écoulées entre la formation de chaque strates ? Une ? Des dizaines ? Des milliers ?

Cela depend de la nature des strates et de ce qui cause leur alternances.

De maniere generale en conditions normales, cela est fonction de ce qui se passe sur le continent et des courants marins. Si c'est un grand desert rocheux ou il ne se passe rien, il y a peu de sediments qui arrive dans la mer et une strate peut representer plusieurs dizaines de milliers d'annees. Cela est egalement vrai pour les fonds marins loin des continents. On tourne autour de quelques dizaines de microns par an (quelques cm par milliers d'annees). Dans les bassins oceaniques loin de tout, cela peut tomber a un dizieme de micron par an.

Si c'est pres d'une grosse riviere qui charrie beaucoup de sediments, la sedimentation peut aller jusqu'a 10 cm/an dans le centre d'un delta (Amazone, Gange). Ces valeurs sont pour des sediments non-compactes, plein d'eau - une fois transforme en roche, c'est evidemment moins.

Pour le calcaire, cela depend de l'activite biologique. Dans un desert marin polaire, c'est tres lent (voire nul), dans une barriere de corail tropicale, c'est beaucoup plus

A cote de cette croissance normale progressive, il y a tout les evenements soudains.
Dans un bassin marin de 100m de profondeur ou la sedimentation est faite de boue fines qui s'accumule lentement, on peut parfois voir des bancs plus grossiers de sable qui sont amenes lors de tempetes. Les vagues normales ne peuvent pas transporter le sable loin du rivage, mais lors d'une tempete, c'est possible. Le banc de sable peut alors etre forme en quelques jours alors que les bancs de schiste de part et d'autres ont pris des centaines ou des milliers d'annees.

Autre phenomene commun sont les glissements de terrain sous-marins. Sur des pentes, la boue accumulee est instable, chargee d'eau et l'accumulation ou un evenement (tempete, seisme) peut entrainer un effondrement. On peut alors former un courant de turbidite qui se deplace sur des dizaines de kilometres vers le bas et peut deposer une dizaine de metre de sediment en un instant (quelques heures).

Dans le cas present, pour donner un ordre de grandeur, je dirais quelques siecles a un ou deux miliers d'annees par banc.

T-K

[skeptikos]

Bonjour,
Très intéressant. Merci T.K.
@+

[BlueFab]

Merci pour cette super réponse ! C'est clair, détaillé, accessible, je ne pouvais espérer mieux !
Très content d'apprendre cette différence entre les fonds océaniques et épicontinentaux.
Je passe donc à la deuxième formation que j'ai observée. Voici la vue éloignée : nous sommes dans une combe en montagne, une rivière y coule et creuse la roche
20241103_135444.jpg
On observe à nouveau une alternance de strates (photo ci dessous). La plus épaisse (qui est aussi plus foncée) est la plus friable, la plus fine l'est aussi mais dans une moindre mesure, elle résiste un peu mieux à l'érosion.
20241103_115435.jpg
Et là, clou du spectacle, je découvre ça :
20241103_115847.jpg
La rivière a érodé la strate foncée et on peut admirer une grande surface de la strate claire, elle ressemble à un mur, et les effets de surfaces sont magnifiques :
20241103_115810.jpg
Les questions que je me pose, si par hasard ces simples photos sont suffisantes pour y répondre, sont :
1) de manière redondante avec les questions précédentes : qu'est ce qui pourrait expliquer pourquoi la couche foncée est plus friable ? Granulométrie plus grossière ? Amoncellement plus rapide ? Et la couche claire plus petite et plus résistante ? Changement de constitution ?
2) à propos des différents événements dont vous parliez qui peuvent expliquer des alternances de strates : avec ces photos plus détaillées, on est capable de faire des hypothèses sur ce cas là ?
3) par rapport aux échelles de temps que vous évoquiez précédemment, on pourrait être sur combien cette fois ci ? Ce qui me bluffe, c'est la régularité d'apparition d'un événement sur des échelles de temps si longues, car les alternances de couches semblent assez régulières
J'espère ne pas abuser de votre temps... mais j'ai hâte de lire vos explications !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tawahi-Kiwi]

1) de manière redondante avec les questions précédentes : qu'est ce qui pourrait expliquer pourquoi la couche foncée est plus friable ? Granulométrie plus grossière ? Amoncellement plus rapide ? Et la couche claire plus petite et plus résistante ? Changement de constitution ?

Un peu de tout? Les deux couches ont l'air argileuse, mais des argiles differentes, qui ont évolués différement durant le processus d'induration (voir plus bas*).

2) à propos des différents événements dont vous parliez qui peuvent expliquer des alternances de strates : avec ces photos plus détaillées, on est capable de faire des hypothèses sur ce cas là ?

On pourrait, mais il faut des observations plus précises de la roche.

De maniere generale, les schistes noirs sont formees dans un environnement anoxique (sans oxygene). Le carbone présent dans le sédiment n'est pas oxydé (en CO₂) donnant un aspect sombre a ce type de roche argileuse.

Il y a deux possibilités fréquentes pour la formation de ces schistes noirs:

Soit des sédiments profonds (donc fins) dans des fonds marins pauvres en oxygene. Sur la Terre actuelle, c'est rarement le cas car nos calottes polaires amenent pas mal d'oxygene en solution dans toute la colonne d'eau (une des raisons pour lesquels les poissons des plaines abyssales peuvent exister). Néanmoins, dans certaines mers intérieures, cela existe, comme la Mer Noire (une des raisons pour lesquelles les épaves archéologiques sont bien préservées la bas: pas d'oxydation).

Soit un milieu littoral ou lacustre ou l'activité biologique est telle que le sédiment est protégé de l'oxygene atmosphérique. Dans le passé, on trouve cela notamment dans les marais du Carbonifere, intercalé avec les couches de charbons et les couches de gres. Actuellement, on trouve cela au fond de certains lacs, et tout les endroits ou quand l'on creuse dans la boue, cela sent particulierement mauvais (oeuf pourri, odeur metallique, ce sont des signes d'un environnement réducteur ou soufre et métaux n'ont pas été completement oxydés).

Vient ensuite la couche d'argile blanche. Elle est manifestement dépourvue de carbone et peu colorée (alternativement, elle aurait pu etre jaune-orange-rouge, signe de fer oxydé (en gros couleur rouille; mais s'il n'y a pas de fer, donc pas de couleur ici )
La texture que tu montres est typique de fentes de dessication. Une variation du niveau d'eau a permis a cette couche de sédiment d'etre exposée a de l'oxygene, mais plus que cela, on peut ici dire qu'elle a été exposée a l'air libre et a seché. Les argiles se retrecissant lorsqu'elles se deshydratent, cela entraine un réseau irrégulier de fentes verticales par rapport a la surface du sédiment. On peut voir un phenomene similaire dans des flaques de boues qui sechent.

Vu que cette couche a ete exposee a l'air libre, je penche pour des sediments littoraux dans un milieu pauvre en oxygene plutot qu'un milieu profond.

(*)Pour revenir a l'érosion preferentielle, il est possible que cette exposition a l'air et un sechage rapide de cette couche lui donne des propriétés actuelles plus résistantes aux intempéries que les schistes noirs de part et d'autre.

3) par rapport aux échelles de temps que vous évoquiez précédemment, on pourrait être sur combien cette fois ci ? Ce qui me bluffe, c'est la régularité d'apparition d'un événement sur des échelles de temps si longues, car les alternances de couches semblent assez régulières

Difficile a dire, généralement, ce type de dépot (les roches argileuses fines) prend du temps; c'est une sédimentation lente et continue. On est probablement sur la meme échelle de temps que ce que j'ai mentionné dans le message précédent, avec des exposition a l'air libre reguliere (mais peut etre pas a une echelle humaine). Néanmoins, la texture de fentes de dessication....ca, cela s'est formé en quelques jours avant d'etre a nouveau recouvert par une nouvelle couche de sédiment.

T-K

[BlueFab]

Hé bien ! Chapeau bas, je suis impressionné par tout ce qu'on peut déduire avec l'observation des roches. Je vous remercie encore une fois pour toutes vos explications, ça me donne envie de creuser (haha) ces sujets ! En attendant que je revienne avec de nouvelles curiosités (si j'ai l'opportunité d'en revoir), je vais fouiller un peu les archives du forum, et je vous souhaite bien le meilleur. Aurevoir !