Érosion et sédimentation — Exercices

Identifier les processus, lire des strates, reconstituer une histoire géologique. Corrigé en fin de fiche.

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1Classer les processus/ 4 pts

Pour chaque situation, indiquez s'il s'agit d'altération mécanique, d'altération chimique, de transport ou de sédimentation. Justifiez en une phrase.

Des galets roulent et s'usent au fond d'un torrent de montagne.
Des fissures dans un rocher calcaire s'élargissent progressivement par dissolution.
Des couches de sable fin s'accumulent au fond d'un lac.
Un rocher se fragmente en blocs après un hiver particulièrement froid.

2Lecture d'une coupe géologique/ 4 pts

Une coupe géologique montre, de haut en bas, les couches suivantes :

Couche A (surface) : sable jaune sans fossile.
Couche B : calcaire avec fossiles de poissons marins.
Couche C : argile grise sans fossile.
Couche D (la plus profonde) : grès avec fossiles de coquillages marins.

Répondez aux questions.

Quelle est la couche la plus ancienne ? Justifiez à l'aide d'un principe de stratigraphie.
Les couches B et D contiennent des fossiles marins. Qu'en concluez-vous sur l'environnement passé de ce lieu ?
La couche C est une argile sans fossile. Dans quel type de milieu l'argile se dépose-t-elle généralement ?

3Comparer deux types de vallées/ 4 pts

Dans les Alpes françaises, on observe deux formes de vallées : certaines ont un profil en V, d'autres en U.

Quel agent d'érosion creuse une vallée en V ? Expliquez son action.
Quel agent d'érosion creuse une vallée en U ? Pourquoi le profil est-il différent ?
Dans quel contexte climatique passé les vallées en U alpines ont-elles été creusées ?

4Reconstituer une histoire géologique/ 4 pts

Un géologue étudie une falaise côtière. Il observe, de bas en haut :

Couche 1 : calcaire à fossiles de coraux.
Couche 2 : argile grise sans fossile.
Couche 3 : grès à fossiles de plantes terrestres.
Couche 4 (surface) : conglomérat (galets cimentés).

Remettez les couches dans l'ordre chronologique, de la plus ancienne à la plus récente. Quel principe utilisez-vous ?
La couche 1 contient des coraux. Qu'indique-t-elle sur l'environnement lors de sa formation ?
La couche 3 contient des fossiles de plantes terrestres. Quel changement d'environnement s'est produit entre le dépôt de la couche 1 et celui de la couche 3 ?
La couche 4 est un conglomérat (galets). Quelle énergie l'agent de transport devait-il avoir lors de ce dépôt ? Justifiez.

5Problème de synthèse : une île qui disparaît/ 4 pts

On observe une île rocheuse en bord de mer. Chaque année, les falaises reculent de 50 cm sous l'effet des vagues. À l'embouchure d'un fleuve voisin, des sédiments s'accumulent et forment un delta qui s'avance dans la mer.

Identifiez l'agent d'érosion principal responsable du recul des falaises.
Décrivez les deux étapes subies par la matière arrachée à la falaise avant de rejoindre le fond marin.
On trouve au fond de la mer, face à l'île, des couches de sédiments grossiers (sable) proches du rivage et des sédiments fins (argile) plus au large. Expliquez cette répartition.
À long terme, que risque-t-il d'arriver à l'île ? Quel nouveau relief peut se former à l'embouchure du fleuve ?

Corrigé détaillé

1Classer les processus

a) \(Galets qui roulent et s'usent au fond d'un torrent :\) \(Transport. Les fragments de roche sont déplacés par l'énergie du courant ; leur frottement mutuel constitue une abrasion.\)

b) \(Fissures dans le calcaire élargies par dissolution :\) \(Altération chimique. L'eau chargée en CO₂ réagit avec le carbonate de calcium du calcaire et le dissout progressivement.\)

c) \(Couches de sable fin au fond d'un lac :\) \(Sédimentation. En milieu calme, l'eau perd de l'énergie et dépose les particules en couches successives (strates).\)

d) \(Rocher fragmenté après un hiver froid :\) \(Altération mécanique (gel-dégel). L'eau infiltrée dans les fissures gèle, se dilate d'environ 9 % et écarte les parois de la roche jusqu'à la briser.\)

2Lecture d'une coupe géologique

a) \(Couche la plus ancienne :\) \(La couche D est la plus ancienne. Principe de superposition : les couches inférieures se sont déposées avant les couches supérieures, donc D s'est formée en premier.\)

b) \(Fossiles marins dans B et D :\) \(Ce lieu était recouvert par la mer lors du dépôt de ces deux couches. Les fossiles de poissons et de coquillages attestent d'un environnement marin dans le passé.\)

c) \(Couche C — argile sans fossile :\) \(L'argile est composée de très fines particules qui ne se déposent qu'en milieu calme (eaux peu agitées : fond de mer peu profonde, lac, lagune). L'absence de fossiles peut indiquer un milieu peu favorable à la vie ou une mauvaise conservation.\)

3Comparer deux types de vallées

a) \(Vallée en V :\) \(L'eau (rivière, torrent) creuse principalement vers le bas par abrasion et transport. Le profil en V résulte de cette incision verticale : les versants s'effondrent mais la rivière ne les érode pas latéralement de façon significative.\)

b) \(Vallée en U :\) \(Le glacier. Sa masse considérable érode à la fois le fond et les flancs de la vallée (érosion par plucking et abrasion glaciaire), ce qui donne un profil élargi en U. Un glacier occupe toute la largeur du fond et racle uniformément.\)

c) \(Contexte climatique :\) \(Les vallées en U alpines ont été creusées lors des glaciations du Quaternaire (il y a environ 2,5 millions à 10 000 ans), quand d'immenses glaciers descendaient des massifs montagneux jusque dans les plaines.\)

4Reconstituer une histoire géologique

a) \(Ordre chronologique :\) \(Couche 1 (la plus ancienne) → Couche 2 → Couche 3 → Couche 4 (la plus récente). On applique le principe de superposition : les couches du bas se sont déposées avant celles du haut.\)

b) \(Couche 1 — fossiles de coraux :\) \(Les coraux constructeurs de récifs vivent dans une mer chaude, peu profonde et bien éclairée. Lors du dépôt de la couche 1, ce lieu était submergé par une mer tropicale peu profonde.\)

c) \(Changement d'environnement entre couches 1 et 3 :\) \(Le milieu est passé d'un environnement marin (coraux, couche 1) à un environnement continental (plantes terrestres, couche 3). Ce lieu a donc été émergé entre ces deux dépôts, probablement lors d'un retrait de la mer (régression marine) ou d'un soulèvement tectonique.\)

d) \(Couche 4 — conglomérat (galets) :\) \(Les galets sont des éléments lourds et de grande taille. Pour les transporter puis les déposer, l'agent (rivière, torrent) devait avoir une énergie élevée, c'est-à-dire un fort courant. Un conglomérat est l'indice d'un milieu à haute énergie.\)

5Problème de synthèse

a) \(Agent d'érosion principal sur les falaises :\) \(L'eau de mer (les vagues). Par chocs répétés et abrasion, les vagues sapent la base de la falaise jusqu'à provoquer son effondrement progressif.\)

b) \(Trajet de la matière arrachée à la falaise :\) \(1. Transport : les blocs tombés sont repris par les vagues, frottés les uns contre les autres (abrasion) et progressivement fragmentés en galets, puis en sable. 2. Sédimentation : quand l'énergie du courant marin diminue (eaux plus calmes, profondeur), les sédiments se déposent en couches successives sur le fond.\)

c) \(Répartition grossier (sable) près du rivage / fin (argile) au large :\) \(Plus on s'éloigne du rivage, plus l'eau est calme et l'énergie faible. Les sédiments lourds (sable grossier) se déposent en premier, près du rivage. Les particules fines (argile), plus légères, restent en suspension plus longtemps et se déposent loin du bord, par grandes profondeurs.\)

d) \(Devenir de l'île et de l'embouchure du fleuve :\) \(À long terme, l'érosion marine fera reculer et disparaître l'île (aplanissement progressif). À l'embouchure du fleuve, les sédiments apportés s'accumulent et forment un delta qui s'avance dans la mer, gagnant du terrain sur l'océan.\)