Notes utiles sur la géomorphologie

La géomorphologie, si l'on se base sur les racines grecques du terme, signifierait «un discours sur les formes de la surface de la terre».

Au départ, le sujet visait à dévoiler l'histoire du développement des formes de relief, mais à présent, il s'intéresse également à la compréhension des processus qui créent des formes de relief et à la manière dont ces processus fonctionnent.

Dans de nombreux cas, les géomorphologues ont essayé de modéliser ces processus et, récemment, certains ont pris en compte l’effet de l’agence humaine sur ces processus. Fondamentalement, la géomorphologie est l'étude de la nature et de l'histoire des formes de relief et des processus qui les créent.

La géomorphologie est souvent identifiée à la géologie, ou considérée comme une branche de la géologie. L’étude systématique des formes de relief nécessite en effet des connaissances fondamentales en géologie, car la genèse et le développement de tous les types de relief dépendent des matériaux de la croûte terrestre et des forces émanant de la terre.

WD Thornbury énumère certains concepts fondamentaux qui sont utilisés dans l'interprétation des paysages.

Ceux-ci sont:

1. Les mêmes processus physiques et lois que ceux en vigueur aujourd'hui ont été appliqués pendant toute la durée de la géologie, mais pas nécessairement avec la même intensité qu'aujourd'hui.

C'est le grand principe sous-jacent de la géologie moderne, connu sous le nom de principe d'uniformitarisme. Il a été énoncé pour la première fois par Hutton en 1785, puis reformulé par Play-fair en 1802 et popularisé par Lyell. Hutton a enseigné que «le présent est la clé du passé», mais il a appliqué ce principe de manière un peu trop rigide et a soutenu que les processus géologiques fonctionnaient à travers la période géologique avec la même intensité qu'aujourd'hui.

Nous savons maintenant que ce n'est pas vrai. Les glaciers étaient beaucoup plus importants au Pléistocène et à d’autres périodes géologiques que maintenant; les climats du monde n'ont pas toujours été répartis comme ils le sont maintenant et, par conséquent, les régions qui sont maintenant humides ont été désertiques et les zones maintenant désertiques ont été humides; les périodes d'instabilité crustale semblent avoir séparé des périodes de stabilité crustale relative, bien que certains en doutent; et il y avait des moments où le vulcanisme était plus important que maintenant.

De nombreux autres exemples pourraient être cités pour montrer que l'intensité de divers processus géologiques a varié au cours du temps géologique, mais il n'y a aucune raison de penser que les cours d'eau ne coupaient pas les vallées comme ils le font maintenant ou que la vallée plus nombreuse et plus étendue les glaciers du Pléistocène se comportaient différemment des glaciers existants.

2. La structure géologique est un facteur de contrôle dominant dans l'évolution des formes de relief et se reflète dans celles-ci.

Le terme structure ne s’applique pas ici au sens étroit de caractéristiques rocheuses telles que plis, failles et discordances, mais il inclut toutes les manières par lesquelles les matériaux de la terre, dans lesquels les reliefs sont sculptés, diffèrent les uns des autres par leurs attributs physiques et chimiques. .

Cela inclut des phénomènes tels que les attitudes rock; la présence ou l'absence de joints, de plans de pose, de failles et de plis; masse massive de roche; la dureté physique des minéraux constitutifs; la susceptibilité des constituants minéraux à l'altération chimique; la perméabilité ou l'imperméabilité des roches; et divers autres moyens par lesquels les rochers de la croûte terrestre diffèrent les uns des autres.

Le terme structure a également des implications stratigraphiques et la connaissance de la structure d'une région implique une appréciation de la séquence des roches, à la fois dans l'affleurement et dans le sous-sol, ainsi que des relations régionales des strates rocheuses. La région est-elle constituée de roches sédimentaires essentiellement horizontales ou s'agit-il de zones fortement inclinées ou pliées ou présentant des failles? La connaissance de la structure géologique au sens étroit devient donc essentielle.

3. Dans une large mesure, la surface de la Terre possède un relief, car les processus géomorphiques fonctionnent à des vitesses différentielles.

La gradation de la surface de la terre se produit de manière différentielle principalement parce que la lithologie et la structure des roches de la croûte terrestre varient et offrent donc divers degrés de résistance aux processus de gradation. Certaines de ces variations sont très notables alors que d’autres sont très minimes, mais aucune n’est aussi légère, mais elle affecte, dans une certaine mesure, la vitesse à laquelle les roches gâchent.

À l'exception des régions de diastrophisme très récent, il est généralement raisonnable de supposer que les zones topographiquement hautes reposent sur des roches «dures» et celles qui sont basses sur des roches «faibles», en termes relatifs. Les différences dans la composition et la structure de la roche se reflètent non seulement dans la variabilité géomorphique régionale, mais également dans la topographie locale. Une grande partie des détails topographiques mineurs, ou ce que nous pourrions appeler la micro-topographie, est liée à des variations de roches souvent de nature trop minime pour être facilement détectables.

4. Les processus géomorphiques laissent leur empreinte distinctive sur les reliefs et chaque processus géomorphique développe son propre assemblage caractéristique de reliefs.

Tout comme les espèces de plantes et d’animaux ont leurs caractéristiques diagnostiques, les formes de relief ont leurs caractéristiques distinctives dépendantes du processus géomorphique responsable de leur développement. Les plaines inondables, les ventilateurs alluviaux et les deltas sont le produit de l'action des cours d'eau; Les dolines et les cavernes sont produites par les eaux souterraines; et les moraines et les drumlins à la fin d’une région témoignent de l’existence antérieure de glaciers dans cette région.

Le simple fait que des processus géomorphiques individuels produisent des caractéristiques distinctives du sol permet une classification génétique des formes de relief. Les reliefs ne sont pas développés au hasard les uns par rapport aux autres, mais on peut s’attendre à ce que certaines formes soient associées les unes aux autres. Ainsi, le concept de certains types de terrain devient fondamental dans la pensée d’un géomorphologue. Sachant que certaines formes sont présentes, il devrait pouvoir anticiper de manière considérable les autres formes susceptibles d’être présentes en raison de leurs relations génétiques les unes avec les autres.

5. Lorsque les différents agents d'érosion agissent à la surface de la Terre, il se produit une séquence ordonnée de reliefs.

Dans certaines conditions géologiques, structurelles et climatiques, les caractéristiques du relief peuvent varier considérablement même si les processus géomorphiques ont pu agir pendant des périodes comparables. Des similitudes dans les détails topographiques de deux régions ne seraient prévisibles que si la surface initiale, la lithologie, la structure, le climat et les conditions diastrophiques étaient comparables. Bien que le concept de cycle géomorphique implique implicitement le temps, il est relatif plutôt que absolu.

Cela ne veut pas dire que deux domaines qui se trouvent à des stades de développement comparables ont nécessité le même temps pour être atteints. Le fait que de nombreux géologues aient défini le cycle géomorphique est une période de confusion qui correspond à la période nécessaire pour la réduction d'une zone au niveau de base plutôt qu'à la modification du passage d'une masse terrestre lorsque celle-ci est réduite au niveau de base.

6. La complexité de l'évolution géomorphique est plus courante que la simplicité.

L'étudiant sérieux en relief ne progresse pas beaucoup dans son étude avant de se rendre compte que la topographie de la Terre ne peut être expliquée que par le résultat d'un seul processus géomorphique ou d'un seul cycle de développement géomorphique.

En général, la plupart des détails topographiques ont été produits au cours du cycle actuel d’érosion, mais il peut exister dans une zone des vestiges de caractéristiques produites au cours de cycles précédents et, bien que de nombreux reliefs individuels puissent être considérés comme le produit de certains processus géomorphique unique, il est rare de trouver des assemblages de paysages attribuables uniquement à un processus géomorphique, même si nous sommes généralement en mesure de reconnaître la dominance d’un processus géomorphique.

7. Peu de la topographie de la Terre est plus ancienne que le Tertiaire et la plupart d’elle pas plus que le Pléistocène.

Les discussions plus anciennes sur l’âge des caractéristiques topographiques font référence à des surfaces d’érosion remontant au Crétacé ou même au Précambrien. Nous nous sommes peu à peu rendus compte que les caractéristiques topographiques si anciennes sont rares et, si elles existent, sont plus probablement des formes exhumées que celles qui ont été exposées à la dégradation pendant de vastes périodes géologiques.

Il est vrai que de nombreuses structures géologiques sont très anciennes. Il a été dit précédemment que les structures géologiques sont en général beaucoup plus anciennes que les caractéristiques topographiques développées sur elles. Les seules exceptions notables se trouvent dans les régions de diastrophisme récent et du Pléistocène.

La voûte de Cincinnati et le dôme de Nashville ont commencé à se former aussi loin que l’Ordovicien, mais une partie de la topographie qui s’y développe actuellement remonte au Tertiaire; Les Himalayas ont probablement été d'abord pliés au Crétacé, puis au Miocène et à l'Éocène, mais leur altitude actuelle n'a été atteinte qu'au Pliocène et la plupart des détails topographiques sont au Pléistocène ou plus tard; les caractéristiques structurelles qui caractérisent les montagnes Rocheuses ont été produites en grande partie par la révolution Laramide, qui a probablement abouti à la fermeture du Crétacé, mais la topographie de cette région remonte au Pliocène et les canyons et détails de relief actuels sont du Pléistocène. ou âge récent.

8. Il est impossible d'interpréter correctement les paysages actuels sans une compréhension complète des multiples influences des changements géologiques et climatiques au cours du Pléistocène.

La corrélation avec la prise de conscience de la récence géologique de la majeure partie de la topographie du monde est la reconnaissance du fait que les changements géologiques et climatiques du Pléistocène ont eu de profonds effets sur la topographie actuelle.

Les eaux d'épuration glaciaires et les matériaux d'origine glaciaire soufflés par le vent se sont étendus à des zones non glaciées, et les effets climatiques ont probablement une étendue mondiale. Certes, aux latitudes moyennes, les effets climatiques ont été profonds. Il existe des preuves incontestables que de nombreuses régions aujourd'hui arides ou semi-arides ont connu un climat humide pendant la période glaciaire. Les lacs d'eau douce existaient dans de nombreuses régions qui ont aujourd'hui un drainage intérieur.

Nous savons également que de nombreuses régions maintenant tempérées ont connu pendant les âges glaciaires des températures que l'on retrouve maintenant dans les régions subarctiques d'Amérique du Nord et d'Eurasie, où le sol est gelé en permanence ou que l'on appelle désormais les conditions de pergélisol. Les régimes climatiques des cours d’eau ont été affectés par les changements climatiques, et nous avons trouvé des preuves de l’alternance de périodes d’agradition et de coupe en aval des vallées.

Bien que la glaciation ait probablement été l'événement le plus significatif du Pléistocène, il ne faut pas perdre de vue le fait que dans de nombreuses régions, le diastrophisme qui a débuté pendant le Pliocène s'est poursuivi jusqu'au Pléistocène et même jusqu'au Récent.

9. Une compréhension des climats du monde est nécessaire pour bien comprendre l'importance variable des différents processus géomorphiques.

Les variations climatiques peuvent affecter le fonctionnement des processus géomorphiques de manière indirecte ou directe. Les influences indirectes sont largement liées à la manière dont le climat influe sur la quantité, le type et la répartition de la couverture végétale. Les contrôles directs sont aussi évidents que la quantité et le type de précipitation, son intensité, la relation entre les précipitations et l’évaporation, la plage journalière de température, la fréquence à laquelle la température tombe en dessous de zéro, la profondeur de pénétration du gel et la direction et la vitesse du vent. .

Cependant, il existe d'autres facteurs climatiques dont les effets sont moins évidents, tels que la durée de gel du sol, les précipitations exceptionnellement fortes et leur fréquence, les saisons de précipitations maximales, le nombre de jours de gel et de dégel, les différences de conditions climatiques liées aux conditions climatiques. les pentes faisant face au soleil et celles qui ne le sont pas, les différences entre les conditions sur les côtés au vent et sous le vent des caractéristiques topographiques transversales aux vents contenant de l'humidité, et les changements rapides des conditions climatiques avec l'altitude.

10. La géomorphologie, même si elle concerne principalement les paysages actuels, tire son maximum de son utilité par extension historique.

La géomorphologie concerne principalement les origines du paysage actuel, mais dans la plupart des paysages, des formes actuelles remontent à des époques ou à des périodes géologiques antérieures. Un géomorphologue est donc obligé d'adopter une approche historique s'il veut interpréter correctement l'histoire géomorphique d'une région.

Bryan (1941) a reconnu le caractère historique de la géomorphologie:

«Si les formes de relief étaient uniquement le résultat de processus actuellement en cours, il n'y aurait aucune excuse pour séparer l'étude des formes de terrain en tant que domaine d'effort distinct de celui de la géologie dynamique. La différence essentielle et essentielle réside dans la reconnaissance des formes de relief ou des restes de relief produits par des processus qui ne sont plus en action. Ainsi, dans son essence et dans sa méthodologie, la physiographie (géomorphologie) est historique. De ce fait, cela fait partie de la géologie historique, bien que l'approche soit par une méthode très différente de celle couramment utilisée. ”