পৃথিবী ও মহাকাশ বিজ্ঞান · বই 1 · শ্রেণি 1–9

Sciences de la Terre et de l’Univers du primaire et du collège

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Sciences de la Terre et de l’Univers du primaire et du collège · শ্রেণি 1–9

31Les formes du relief

Sur la côte sud de l’Angleterre, les falaises blanches des Seven Sisters tombent à pic dans la mer. Une année normale, elles perdent jusqu’à un mètre. Pendant l’hiver 2014, les tempêtes ont arraché aux falaises de Birling Gap, en deux mois, autant qu’elles en perdent d’habitude en sept ans. La craie de ces falaises était autrefois une boue au fond d’une mer, faite des minuscules plaques d’algues microscopiques qui vivaient dans ses eaux. Elle se dresse aujourd’hui comme un mur de roche blanche que les vagues font reculer un peu plus chaque année. Pourquoi le relief a-t-il les formes qu’il a, et pourquoi certaines changent-elles si vite ?

Les Seven Sisters, falaises de craie de la côte de l’East Sussex (Angleterre), avec au premier plan les maisons de Birling Gap. Les falaises reculent sous l’action de la mer, et des éboulements peuvent se produire à tout moment. À leur pied s’étend une plage de galets. Photographie Arild Vågen, 2017 (CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons).
Les Seven Sisters, falaises de craie de la côte de l’East Sussex (Angleterre), avec au premier plan les maisons de Birling Gap. Les falaises reculent sous l’action de la mer, et des éboulements peuvent se produire à tout moment. À leur pied s’étend une plage de galets. Photographie Arild Vågen, 2017 (CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons).

Tu sais déjà

Une forme de relief est l’une des formes du terrain : une colline, une vallée, une plaine, une falaise (Chapitre 2). Le relief est la forme du terrain en altitude (Chapitre 9). L’altération fragmente la roche, l’érosion l’use et l’emporte, et le dépôt la dépose ailleurs (Chapitre 10). Les plaques soulèvent des chaînes de montagnes là où elles entrent en collision (Chapitre 18) ; les glaciers creusent des vallées en U (Chapitre 27) ; le calcaire fait effervescence sous une goutte d’acide dilué (Chapitre 15). En chimie, on apprend que les acides attaquent le calcaire en libérant du dioxyde de carbone.

31.1 Le relief : un équilibre entre soulèvement et érosion

Deux sortes de forces façonnent le relief. De l’intérieur, les mouvements des plaques soulèvent le sol. De l’extérieur, l’eau, la glace, le vent et la mer l’usent.

Définition 31.1 (Soulèvement)

Le soulèvement est la lente élévation des roches et de la surface du sol d’une région, sous l’effet de forces internes à la Terre, comme la collision de deux plaques.

Le soulèvement est lent à l’échelle d’une vie, mais rapide à l’échelle de la Terre. L’Inde est entrée en collision avec l’Asie il y a environ 50 millions d’années, et le plateau du Tibet, derrière l’Himalaya, a gagné l’essentiel de son altitude, environ 4600 m4600\,\mathrm{m}, au cours des 10 derniers millions d’années. En moyenne, cela fait 4600÷107=4.6×10−44600 \div 10^7 = 4.6 \times 10^{-4} m, soit environ 0.5 mm0.5\,\mathrm{mm} par an : moins que l’épaisseur d’un ongle, mais maintenu pendant des millions d’années.

Dès que le sol s’élève, l’érosion l’attaque. Plus le terrain est haut et raide, plus les rivières, les glaciers et les éboulements emportent vite la roche. L’altitude d’une chaîne de montagnes à un moment donné est le résultat d’une lutte : ce que le soulèvement apporte, moins ce que l’érosion enlève.

Le relief comme un équilibre (un croquis, sans souci d’échelle). Le soulèvement élève les roches ; l’érosion les emporte vers les vallées et la mer. Une chaîne continue de grandir tant que le soulèvement l’emporte ; quand les plaques cessent de pousser, l’érosion l’use lentement jusqu’à n’en laisser que des collines.
Le relief comme un équilibre (un croquis, sans souci d’échelle). Le soulèvement élève les roches ; l’érosion les emporte vers les vallées et la mer. Une chaîne continue de grandir tant que le soulèvement l’emporte ; quand les plaques cessent de pousser, l’érosion l’use lentement jusqu’à n’en laisser que des collines.

Les rivières (Chapitre 10) et les glaciers (Chapitre 27) sont les grands sculpteurs des montagnes. La suite de ce chapitre suit trois autres agents, qui façonnent leurs propres formes de relief : le vent, la mer, et l’eau qui dissout la roche.

31.2 Les formes de relief dues au vent : les dunes

Là où les plantes sont rares, le sable meuble abondant et le vent fort, le vent peut soulever le sable et l’entasser en collines : dans les déserts, et en arrière des plages de sable.

Définition 31.2 (Dune)

Une dune est un monticule ou une crête de sable meuble entassé par le vent. Sa pente tournée vers le vent est longue et douce ; son autre versant, la face d’avalanche, est court et raide.

Une dune se déplace. Le vent fait rouler et rebondir les grains le long de la pente douce ; à la crête, ils s’entassent jusqu’à ce que le tas devienne trop raide, et une petite avalanche de sable glisse sur la face d’avalanche. Grain après grain, le sable est pris du côté exposé au vent et déposé de l’autre côté, et toute la dune avance dans le sens du vent sans jamais être soulevée. Les dunes sont rarement isolées : elles couvrent des champs entiers.

Là où le vent souffle toujours de la même direction et où le sable n’est pas trop abondant, les dunes prennent la forme d’un croissant, une barkhane : son nez arrondi fait face au vent et ses deux cornes pointent dans le sens du vent. Les cornes contiennent moins de sable que le milieu, si bien qu’elles avancent plus vite et s’étirent en avant de la dune.

Une dune en croissant, ou barkhane (un croquis). Vues de dessus, ses cornes pointent dans le sens du vent. Vus de profil, les grains remontent la pente douce exposée au vent et glissent sur la face d’avalanche, raide : la dune avance dans le sens du vent (contour en tirets : la dune un peu plus tard).
Une dune en croissant, ou barkhane (un croquis). Vues de dessus, ses cornes pointent dans le sens du vent. Vus de profil, les grains remontent la pente douce exposée au vent et glissent sur la face d’avalanche, raide : la dune avance dans le sens du vent (contour en tirets : la dune un peu plus tard).

À quelle vitesse ? Dans le champ de dunes de gypse de White Sands, au Nouveau-Mexique, les petites dunes qui se forment à son bord exposé au vent, hautes de quelques mètres, avancent jusqu’à 6 m6\,\mathrm{m} par an ; un peu plus loin, devenues hautes de 6 à 10 m10\,\mathrm{m}, elles avancent d’environ 3 m3\,\mathrm{m} par an. Plus une dune contient de sable, plus elle est lente. Des barkhanes poussées par des vents forts peuvent parcourir plus de 100 m100\,\mathrm{m} en un an, assez pour ensevelir une route ou un champ.

Des dunes en croissant sur la côte atlantique du sud du Brésil, photographiées par un astronaute depuis la Station spatiale internationale en 2017. Le lac sombre, la Lagoa dos Barros, mesure environ 4.5\, km de long. Le sable vient de la plage, en bas de la photographie. NASA (domaine public, via Wikimedia Commons).
Des dunes en croissant sur la côte atlantique du sud du Brésil, photographiées par un astronaute depuis la Station spatiale internationale en 2017. Le lac sombre, la Lagoa dos Barros, mesure environ 4.5 km4.5\,\mathrm{km} de long. Le sable vient de la plage, en bas de la photographie. NASA (domaine public, via Wikimedia Commons).

Sur une côte, un cordon de dunes en arrière de la plage protège les terres situées derrière lui des vagues de tempête. Les plantes qui poussent sur les dunes retiennent le sable par leurs racines : là où elles sont piétinées ou arrachées, le vent reprend le sable.

31.3 Les formes de relief dues à la mer

31.3.1 Les falaises

Définition 31.3 (Falaise)

Une falaise est une paroi rocheuse raide ou verticale. Sur une côte, une falaise est taillée par les vagues, qui attaquent son pied et la font reculer vers l’intérieur des terres.

Les vagues projettent de l’eau, du sable et des galets contre le pied de la falaise. Peu à peu, elles creusent un creux à sa base, une encoche, entre les niveaux de la marée basse et de la marée haute. La roche au-dessus forme un surplomb ; la pluie et le gel l’affaiblissent encore. Un jour, le surplomb s’effondre. Les vagues brisent les blocs tombés et les emportent, et l’attaque reprend sur une paroi fraîche, un peu plus loin vers l’intérieur. Derrière elle, la falaise laisse une plate-forme rocheuse plane, la plate-forme d’abrasion, qui apparaît à marée basse.

Les roches tendres reculent le plus vite. À Birling Gap, les falaises de craie perdent jusqu’à environ un mètre par an ; mais le recul se fait par à-coups, un éboulement à la fois, et un hiver de tempêtes peut emporter d’un coup des années de recul. En 1999, l’ancien phare de Belle Tout, construit en 1832 au sommet des falaises voisines, a été déplacé d’un seul bloc de 17 m17\,\mathrm{m} vers l’arrière, parce que la falaise s’approchait trop.

Comment recule une falaise littorale (un croquis, sans souci d’échelle). (1) Les vagues creusent une encoche au pied de la falaise. (2) La roche en surplomb s’effondre ; les vagues brisent les blocs et les emportent. (3) Le cycle se répète : la falaise recule vers l’intérieur et laisse devant elle une plate-forme rocheuse plane.
Comment recule une falaise littorale (un croquis, sans souci d’échelle). (1) Les vagues creusent une encoche au pied de la falaise. (2) La roche en surplomb s’effondre ; les vagues brisent les blocs et les emportent. (3) Le cycle se répète : la falaise recule vers l’intérieur et laisse devant elle une plate-forme rocheuse plane.

Sécurité

Le bord d’une falaise peut céder à tout moment, et des pierres tombent de la paroi sans prévenir. Les falaises s’observent à bonne distance, bien en retrait du bord en haut et bien à l’écart du pied sur la plage, et l’on quitte une plage située sous des falaises avant que la marée ne monte.

31.3.2 Les plages et les flèches littorales

Le sable et les galets arrachés aux falaises, et ceux qu’apportent les rivières, ne restent pas là où ils tombent : les vagues les trient et les déplacent le long de la côte.

Définition 31.4 (Plage, dérive littorale et flèche littorale)

Une plage est une bande de sable ou de galets accumulés par les vagues le long du rivage. Quand les vagues arrivent obliquement sur le rivage, chaque vague pousse les grains vers le haut de la plage selon cet angle, et l’eau redescend droit dans le sens de la pente : les grains avancent en zigzag le long de la côte. Ce déplacement du sable et des galets le long du rivage est la dérive littorale. Une flèche littorale est une longue et étroite crête de sable ou de galets construite par la dérive littorale, rattachée à la terre par une extrémité et qui s’avance dans la mer là où la côte tourne.

Là où la côte s’infléchit, à l’entrée d’une baie ou à l’embouchure d’une rivière, la dérive continue dans la même direction et dépose sa charge dans l’eau plus calme : la plage s’avance dans la mer en une flèche. Son extrémité se recourbe souvent vers l’intérieur, sous l’effet de vagues venues d’autres directions. Derrière la flèche, à l’abri des vagues, la vase se dépose et des prés salés se développent.

La dérive littorale et une flèche, vues de dessus (un croquis). Les vagues arrivent du sud-ouest ; chacune pousse le sable et les galets obliquement vers le haut de la plage, et l’eau redescend tout droit : les grains avancent en zigzag vers l’est. Là où la côte tourne pour former une baie, la dérive continue et construit une flèche, derrière laquelle se développe un pré salé. La rivière garde un chenal ouvert au bout de la flèche.
La dérive littorale et une flèche, vues de dessus (un croquis). Les vagues arrivent du sud-ouest ; chacune pousse le sable et les galets obliquement vers le haut de la plage, et l’eau redescend tout droit : les grains avancent en zigzag vers l’est. Là où la côte tourne pour former une baie, la dérive continue et construit une flèche, derrière laquelle se développe un pré salé. La rivière garde un chenal ouvert au bout de la flèche.
Une flèche de sable en travers de l’entrée d’une baie, vue d’un avion volant bas (une illustration, pas un lieu réel). Les vagues se brisent sur sa plage côté mer ; derrière elle s’étendent une eau calme et des prés salés.
Une flèche de sable en travers de l’entrée d’une baie, vue d’un avion volant bas (une illustration, pas un lieu réel). Les vagues se brisent sur sa plage côté mer ; derrière elle s’étendent une eau calme et des prés salés.

31.4 Les formes de relief dues à la dissolution : le karst

L’eau de pluie n’est pas de l’eau pure. En traversant l’air, puis en s’infiltrant dans le sol, elle se charge de dioxyde de carbone, qui la rend légèrement acide. Cet acide faible fait lentement ce que la goutte d’acide dilué fait vite à un morceau de calcaire : il dissout la roche. Le calcaire est plein de fissures, le long de ses couches et en travers. L’eau s’y infiltre et les élargit, millimètre par millimètre, pendant des milliers d’années.

Définition 31.5 (Karst, grotte et doline)

Un karst est un paysage façonné par l’eau qui dissout une roche soluble, le plus souvent le calcaire. Les rivières y ont tendance à disparaître sous terre et à ressortir sous forme de sources. Une grotte est un espace souterrain naturel assez grand pour qu’une personne y entre, creusé par dissolution le long des fissures de la roche. Une doline est un creux ou un trou à la surface du sol, formé là où la roche sous-jacente se dissout ou là où la voûte d’une grotte s’effondre.

Un paysage karstique (un croquis, sans souci d’échelle). Une eau légèrement acide s’infiltre dans les fissures du calcaire et les élargit ; des cours d’eau souterrains creusent des grottes ; la voûte d’une grotte cède et ouvre une doline ; un ruisseau disparaît dans un trou et ressort plus bas sous forme de source.
Un paysage karstique (un croquis, sans souci d’échelle). Une eau légèrement acide s’infiltre dans les fissures du calcaire et les élargit ; des cours d’eau souterrains creusent des grottes ; la voûte d’une grotte cède et ouvre une doline ; un ruisseau disparaît dans un trou et ressort plus bas sous forme de source.

Dans une grotte, la dissolution peut s’inverser. Une goutte d’eau qui suinte de la voûte transporte du calcaire dissous. Au contact de l’air de la grotte, elle libère une partie de son dioxyde de carbone, et une fine pellicule de calcite se dépose autour de la goutte. Goutte après goutte, un tube creux grandit depuis la voûte, puis s’épaissit en une stalactite, suspendue comme un glaçon. Là où les gouttes tombent, le reste de la calcite construit une stalagmite qui monte du sol. Quand les deux se rejoignent, elles forment une colonne.

Des stalactites suspendues sous un gros bloc de roche à Carlsbad Cavern, au Nouveau-Mexique, une grotte creusée par dissolution dans le calcaire. Chacune a grandi goutte à goutte à partir de l’eau qui s’infiltre dans la roche au-dessus. National Park Service, 2018 (domaine public, via Wikimedia Commons).
Des stalactites suspendues sous un gros bloc de roche à Carlsbad Cavern, au Nouveau-Mexique, une grotte creusée par dissolution dans le calcaire. Chacune a grandi goutte à goutte à partir de l’eau qui s’infiltre dans la roche au-dessus. National Park Service, 2018 (domaine public, via Wikimedia Commons).

Une région karstique contient beaucoup d’eau souterraine, mais celle-ci circule vite dans les fissures ouvertes et n’est presque pas filtrée : ce qui est déversé sur le sol peut atteindre rapidement une source. Et là où la roche sous-jacente a été dissoute, le sol peut s’affaisser ou s’effondrer : là où des gens habitent, une doline qui s’ouvre soudain peut engloutir des routes et des maisons.

31.5 Lire un paysage

Chaque forme de relief est un indice. Sa forme dit quel agent l’a façonnée ; l’agent dit quel processus était à l’œuvre, érosion ou dépôt ; et le processus renseigne souvent sur la roche ou les matériaux meubles situés dessous.

Méthode 31.6 (Lire une forme de relief)

  1. Forme. Décris la forme de relief : une crête, un creux, une paroi raide, un replat ; sa taille ; dans quelle direction elle pointe.
  2. Agent et processus. Détermine quel agent l’a façonnée (une rivière, la glace, le vent, la mer, l’eau qui dissout) et si elle a été creusée (érosion) ou construite (dépôt).
  3. Matériau. Dis de quoi elle est faite, ou quelle est probablement la roche dessous : sable meuble, galets, calcaire, roche dure ou tendre.
formeagentprocessusmatériau
collines de sable en forme de croissantventdépôtsable meuble
une paroi rocheuse verticale au-dessus d’un replat rocheuxmerérosionroche (la roche tendre recule vite)
une étroite crête de sable en travers d’une baiemer (dérive littorale)dépôtsable ou galets
des creux dans les champs, des ruisseaux qui disparaissenteau qui dissoutdissolutioncalcaire
une vallée en Uglaceérosiontoute roche
un éventail de boue à l’embouchure d’une rivièrerivièredépôtboue et sable

Exemple 31.7 (Une promenade sur un plateau)

Sur un haut plateau herbeux, il n’y a aucun ruisseau, bien qu’il pleuve souvent. Les champs sont parsemés de creux arrondis de quelques mètres de diamètre, et, dans la vallée en contrebas, une puissante source jaillit au pied d’une paroi rocheuse. Forme : des creux, aucun cours d’eau en surface, une source plus bas. Agent et processus : de l’eau qui dissout la roche et circule sous terre. Matériau : le plateau est très probablement calcaire, et les creux sont des dolines. Une goutte d’acide dilué déposée par le professeur sur un morceau de roche détaché ferait effervescence.

31.6 Exercices

Exercice 31.1 ★

Quel agent a façonné chaque forme de relief : le vent, la mer, une rivière, la glace, ou l’eau qui dissout la roche ? (a) Une colline de sable en forme de croissant dans un désert. (b) Une grotte pleine de stalactites. (c) Une longue crête de galets en travers de l’entrée d’une baie. (d) Une vallée en U avec une moraine à son extrémité. (e) Une paroi de craie verticale avec un replat rocheux à son pied. (f) Un delta.

Solution

Solution de Exercice 31.1.

(a) Le vent. (b) L’eau qui dissout la roche (et qui dépose de la calcite dans la grotte). (c) La mer (dérive littorale). (d) La glace. (e) La mer. (f) Une rivière.

Exercice 31.2 ★

Donne le mot qui correspond à chaque description. (a) La lente élévation des roches et du sol d’une région. (b) Le versant raide d’une dune, à l’abri du vent. (c) Un trou dans le sol formé là où la roche sous-jacente s’est dissoute ou là où la voûte d’une grotte s’est effondrée. (d) Le déplacement du sable et des galets le long du rivage. (e) Un paysage façonné par l’eau qui dissout le calcaire.

Solution

Solution de Exercice 31.2.

(a) Le soulèvement. (b) La face d’avalanche. (c) Une doline. (d) La dérive littorale. (e) Un karst.

Exercice 31.3 ★

Vrai ou faux ? Corrige les phrases fausses. (a) Les cornes d’une dune en croissant pointent vers le vent. (b) La pente d’une dune tournée vers le vent est douce. (c) Une dune avance parce que le vent la soulève tout entière d’un coup. (d) Les dunes se forment plus facilement là où peu de plantes poussent.

Solution

Solution de Exercice 31.3.

(a) Faux : les cornes pointent dans le sens du vent ; le nez arrondi fait face au vent. (b) Vrai. (c) Faux : le vent la déplace grain par grain, en remontant la pente douce et en descendant la face d’avalanche. (d) Vrai.

Exercice 31.4 ★

Remets dans l’ordre ces étapes du recul d’une falaise littorale. (a) Les vagues brisent les blocs tombés et les emportent. (b) Les vagues creusent une encoche au pied de la falaise. (c) La paroi de la falaise se trouve maintenant plus loin vers l’intérieur, et la plate-forme rocheuse devant elle est un peu plus large. (d) La roche au-dessus de l’encoche forme un surplomb. (e) Le surplomb s’effondre.

Solution

Solution de Exercice 31.4.

(b), (d), (e), (a), (c).

Exercice 31.5 ★★

Vues d’avion, les dunes en croissant d’un désert ont toutes leurs cornes tournées vers l’est. (a) De quelle direction souffle le vent ? (b) De quel côté de chaque dune se trouve la face d’avalanche ? (c) Une route passe à 60 m60\,\mathrm{m} à l’est de l’une des dunes. La dune avance de 6 m6\,\mathrm{m} par an. Dans combien d’années son pied atteindra-t-il la route ? (d) Une dune plus grande n’avance que de 3 m3\,\mathrm{m} par an. Pourquoi les grandes dunes avancent-elles plus lentement ?

Solution

Solution de Exercice 31.5.

(a) De l’ouest : les cornes pointent dans le sens du vent. (b) Du côté est, entre les cornes. (c) 60÷6=1060 \div 6 = 10 ans. (d) Une dune plus grande contient plus de sable, et tout ce sable doit passer par-dessus la crête pour que la dune avance.

Exercice 31.6 ★★

Les falaises de craie d’une côte reculent de jusqu’à environ 1 m1\,\mathrm{m} par an. Pendant l’hiver 2014, elles ont perdu autant qu’elles perdent d’habitude en sept ans, en deux mois seulement. (a) À 1 m1\,\mathrm{m} par an, combien perdent-elles en sept ans ? (b) Deux mois représentent quelle fraction d’une année ? (c) Combien de fois plus vite que d’habitude les falaises ont-elles reculé pendant ces deux mois ? (d) Explique, à l’aide de l’encoche et du surplomb, pourquoi une falaise recule par à-coups plutôt que régulièrement.

Solution

Solution de Exercice 31.6.

(a) 7×1=7 m7 \times 1 = 7\,\mathrm{m}. (b) 2÷12=162 \div 12 = \frac{1}{6} d’année. (c) Sept ans de recul en 16\frac{1}{6} d’année : 7×6=427 \times 6 = 42 fois plus vite. (d) Les vagues creusent d’abord une encoche ; la roche au-dessus la surplombe pendant un certain temps, sans bouger ; puis le surplomb s’effondre d’un coup, et le bord recule brusquement.

Exercice 31.7 ★★

Une côte rectiligne s’étend d’ouest en est, avec la mer au sud. Les vagues viennent du sud-ouest. (a) Dans quelle direction la dérive littorale emporte-t-elle le sable ? (b) Dessine le trajet en zigzag d’un galet sur trois vagues, en légendant la montée sur la plage et le retour vers le bas. (c) À son extrémité est, la côte tourne vers le nord pour former une baie. Quelle forme de relief risque de s’y développer ? (d) Pourquoi la vase se dépose-t-elle derrière elle ?

Solution

Solution de Exercice 31.7.

(a) Vers l’est. (b) Trois montées sur la plage, obliques vers le nord-est, suivies chacune d’un retour tout droit vers le sud : un zigzag qui avance vers l’est. (c) Une flèche littorale, qui s’allonge vers l’est en travers de l’entrée de la baie. (d) La flèche abrite des vagues l’eau qui se trouve derrière elle ; dans une eau calme, la vase fine peut se déposer.

Exercice 31.8 ★★

(a) Qu’est-ce qui rend l’eau de pluie légèrement acide ? (b) Pourquoi trouve-t-on des grottes dans le calcaire mais presque aucune dans le granite ? (c) Pourquoi les grottes suivent-elles les fissures et les couches de la roche ? (d) Donne deux façons dont une doline peut se former.

Solution

Solution de Exercice 31.8.

(a) Elle se charge de dioxyde de carbone dans l’air et dans le sol. (b) Le faible acide dissout lentement le calcaire, mais n’attaque presque pas le granite. (c) L’eau ne peut pénétrer dans la roche que par ses fissures et le long de ses couches ; ce sont ces ouvertures qu’elle élargit d’abord. (d) La roche sous la surface est dissoute et le sol s’affaisse lentement ; ou bien la voûte d’une grotte s’effondre.

Exercice 31.9 ★★

(a) Explique pourquoi de la calcite se dépose à partir d’une goutte d’eau suspendue à la voûte d’une grotte. (b) Pourquoi les stalagmites n’ont-elles pas de tube creux à l’intérieur, contrairement aux jeunes stalactites ? (c) Suppose qu’une stalactite ait grandi de 0.1 mm0.1\,\mathrm{mm} par an (un rythme inventé : les rythmes réels varient beaucoup). Combien d’années lui a-t-il fallu pour atteindre 30 cm30\,\mathrm{cm} ? Écris la réponse en notation scientifique.

Solution

Solution de Exercice 31.9.

(a) Quand la goutte rencontre l’air de la grotte, elle libère une partie de son dioxyde de carbone et ne peut plus garder tout le calcaire dissous, qui se dépose sous forme de calcite. (b) Une stalagmite grandit à partir de gouttes qui s’écrasent sur le sol et s’étalent ; aucune goutte n’est suspendue à sa pointe pour construire un tube. (c) 30 cm=300 mm30\,\mathrm{cm} = 300\,\mathrm{mm} ; 300÷0.1=3000=3×103300 \div 0.1 = 3000 = 3 \times 10^3 ans.

Exercice 31.10 ★★

Le plateau du Tibet s’est élevé d’environ 4600 m4600\,\mathrm{m} en environ 10 millions d’années. (a) Calcule le soulèvement moyen en mètres par an, en notation scientifique, puis en millimètres par an. (b) Suppose que l’érosion enlève 0.2 mm0.2\,\mathrm{mm} par an au plateau (un chiffre inventé). De combien le plateau s’élève-t-il chaque année ? (c) Une falaise de craie recule d’environ 1 m1\,\mathrm{m} par an. Combien de fois plus vite que le soulèvement de (a) cela fait-il ? (d) Pourquoi un soulèvement lent peut-il tout de même construire un haut plateau ?

Solution

Solution de Exercice 31.10.

(a) 4600÷107=4.6×10−44600 \div 10^7 = 4.6 \times 10^{-4} m par an, soit 0.46 mm0.46\,\mathrm{mm} par an. (b) 0.46−0.2=0.26 mm0.46 - 0.2 = 0.26\,\mathrm{mm} par an. (c) 1 m=1000 mm1\,\mathrm{m} = 1000\,\mathrm{mm} ; 1000÷0.46≈22001000 \div 0.46 \approx 2200, environ deux mille fois plus vite. (d) Il est maintenu pendant des millions d’années : 0.26 mm×107=2.6×1060.26\,\mathrm{mm} \times 10^7 = 2.6 \times 10^6 mm, environ 2.6 km2.6\,\mathrm{km}.

Exercice 31.11 ★★★

Lis chaque paysage avec la méthode du chapitre (forme, agent et processus, matériau). (a) Dans un pays sec, de longues files de collines de sable, chacune en forme de croissant, avec un versant raide tourné vers le sud-est. (b) Au pied d’une falaise blanche, un replat rocheux couvert d’algues apparaît à marée basse. (c) Sur un vaste plateau de roche claire, un ruisseau traverse un champ et disparaît dans un trou ; une source jaillit d’un versant de vallée à 2 km2\,\mathrm{km} de là.

Solution

Solution de Exercice 31.11.

(a) Forme : des dunes en croissant dont la face d’avalanche est du côté sud-est. Agent et processus : le vent, qui souffle du nord-ouest ; dépôt. Matériau : sable meuble. (b) Forme : une falaise au-dessus d’un replat découvert à marée basse. Agent et processus : la mer, érosion ; le replat est une plate-forme d’abrasion laissée par le recul de la falaise. Matériau : une roche blanche, probablement de la craie, une roche tendre. (c) Forme : un ruisseau qui disparaît dans un trou, une source au loin. Agent et processus : l’eau qui dissout la roche et circule sous terre. Matériau : du calcaire ; le plateau est un karst.

Exercice 31.12 ★★★

Dans un champ de dunes, les petites dunes du bord exposé au vent avancent jusqu’à 6 m6\,\mathrm{m} par an ; un peu plus loin, les dunes, hautes de 6 à 10 m10\,\mathrm{m}, avancent d’environ 3 m3\,\mathrm{m} par an. Une piste traverse le champ à 45 m45\,\mathrm{m} sous le vent d’une dune de chaque sorte. (a) Au bout de combien d’années chaque dune atteint-elle la piste ? (b) Des dunes poussées par des vents forts peuvent parcourir plus de 100 m100\,\mathrm{m} en un an. Combien de temps une telle dune mettrait-elle pour parcourir la même distance ? (c) Nomme un moyen de ralentir les dunes, et explique comment il agit.

Solution

Solution de Exercice 31.12.

(a) La petite dune : 45÷6=7.545 \div 6 = 7.5 ans ; la plus grande : 45÷3=1545 \div 3 = 15 ans. (b) 45÷100=0.4545 \div 100 = 0.45 d’année, environ cinq ou six mois. (c) Par exemple, planter des herbes sur les dunes : leurs racines retiennent le sable, si bien que le vent ne peut plus l’emporter.

31.7 Problème : la falaise et la route côtière

Problème 31.1

Problème du week-end — une route côtière longe une falaise de craie qui recule ; la réponse finale est l’année où le bord de la falaise atteindrait la route au rythme mesuré

Une route côtière longe le haut de falaises de craie. Régulièrement, une équipe de géomètres mesure la distance de la route au bord de la falaise le long d’une même ligne, à partir de repères fixes placés bien en retrait du bord, jamais au bord lui-même. Voici ses mesures.

année2004200820122014201620202024
distance de la route au bord (m)46.043.141.036.235.533.030.4

Partie I — Les mesures.

  1. De combien de mètres le bord de la falaise s’est-il rapproché de la route entre 2004 et 2024 ?
  2. Calcule le rythme moyen de recul sur ces 20 ans, en mètres par an.
  3. Entre quelles deux mesures le bord a-t-il reculé le plus vite ? Calcule le rythme sur cet intervalle.
  4. Combien de fois plus rapide que la moyenne est-il ? Propose une explication de ce qui s’est passé pendant cet intervalle.
Les mesures : distance de la route côtière au bord de la falaise (données d’exercice).
Les mesures : distance de la route côtière au bord de la falaise (données d’exercice).

Partie II — Le rythme.

  1. Écris le rythme moyen en centimètres par an, puis en mètres par siècle.
  2. Sur une vraie côte de craie, les falaises reculent jusqu’à environ un mètre par an. Le recul de cette falaise est-il du même ordre ?
  3. Un phare d’une telle côte a autrefois été déplacé de 17 m17\,\mathrm{m} vers l’arrière. Au rythme moyen de cette falaise, combien d’années de recul 17 m17\,\mathrm{m} représentent-ils ?
  4. Pourquoi le rythme mesuré sur 20 ans est-il un meilleur guide pour l’avenir que le rythme mesuré sur deux ans ?

Partie III — La route.

  1. La route doit être déplacée avant que le bord n’arrive à moins de 10 m10\,\mathrm{m} d’elle. En quelle année, au rythme moyen, cela arrivera-t-il ?
  2. Si des hivers plus orageux doublaient le rythme, en quelle année le bord atteindrait-il la route ?
  3. Pourquoi l’équipe prend-elle ses mesures à partir de repères placés bien en retrait du bord ?
  4. Au rythme moyen, en quelle année le bord de la falaise atteindrait-il la route ?
Solution

Solution de Problème 31.1.

1. 46.0−30.4=15.6 m46.0 - 30.4 = 15.6\,\mathrm{m}.

2. 15.6÷20=0.78 m15.6 \div 20 = 0.78\,\mathrm{m} par an.

3. Entre 2012 et 2014 : 41.0−36.2=4.8 m41.0 - 36.2 = 4.8\,\mathrm{m} en deux ans, soit 4.8÷2=2.4 m4.8 \div 2 = 2.4\,\mathrm{m} par an.

4. 2.4÷0.78≈32.4 \div 0.78 \approx 3 fois plus vite. Probablement un hiver de tempêtes, pendant lequel de grands surplombs se sont effondrés.

5. 78 cm78\,\mathrm{cm} par an ; 0.78×100=78 m0.78 \times 100 = 78\,\mathrm{m} par siècle.

6. Oui : 0.78 m0.78\,\mathrm{m} par an, c’est un peu moins d’un mètre par an.

7. 17÷0.78≈2217 \div 0.78 \approx 22 ans.

8. La falaise recule par à-coups : un intervalle de deux ans peut contenir un grand éboulement, ou aucun. Sur 20 ans, les à-coups et les années calmes se compensent.

9. Le bord a encore 30.4−10=20.4 m30.4 - 10 = 20.4\,\mathrm{m} à parcourir : 20.4÷0.78≈2620.4 \div 0.78 \approx 26 ans, donc en 2050.

10. 2×0.78=1.56 m2 \times 0.78 = 1.56\,\mathrm{m} par an ; 30.4÷1.56≈19.530.4 \div 1.56 \approx 19.5 ans après 2024, donc en 2043.

11. Le bord d’une falaise peut céder à tout moment ; se tenir dessus, ou tout près, est dangereux.

12. 30.4÷0.78≈3930.4 \div 0.78 \approx 39 ans après 2024 : en 2063.

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