Note

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Introduction : Les formations superficielles

Généralités

Les formations superficielles correspondent à la partie supérieure de la lithosphère et couvrent de manière quasi-continue la majeure partie des terres émergées. Elles sont pour la plupart des roches meubles et peu/mal connues car considérées comme trop profondes par les pédologues et trop superficielles par des géologues. Elles constituent pourtant une part importante de ce que l'on appelle de la zone critique dans laquelle s'enracine la biosphère et de laquelle les humains tirent leur subsistance.

Les formations superficielles sont des témoins de l'évolution des reliefs, de leur paléogéographie et des paléoclimats qu'ils ont subis. Si certaines trouvent leur origine dans les activités tectoniques l'essentiel découle de l'action des agents géodynamiques externes. Elles témoignent à la fois de dynamiques climatiques et de modes de mise en place dans des contextes azonaux et zonaux.

Genèse des formations superficielles

Les formations superficielles sont des formations continentales ou littorales meubles ou secondairement consolidées, c'est - à - dire ayant subi une évolution diagénétique précoce et elle peut de la désagrégation mécanique et/ou chimique de roches préexistantes celles ci pouvant être soit meuble, soit cohérentes. Elles sont donc élaborées à l'interface litho-bio-atmosphère, la vie pouvant jouer un rôle majeur dans leur genèse ou leur évolution.

Schématiquement les formations superficielles résultent :

• de la fragmentation mécanique de roches cohérentes préexistantes sous l'action des variation thermiques (thermoclastie) ou hydriques (hydroclastie), ou de cristallisations secondaires de sels (haloclastie), clastites avec un cortège minéralogique identique aux substrats dont elles dérivent.

• de l'altération, sous l'action conjuguée de l'eau et des organismes vivants, par dissolution des sels solubles, hydratation de certains minéraux, et, plus généralement par hydrolyse des minéraux constitutifs des roches préexistantes, altérites avec un cortège minéralogique plus ou moins différent des substrats originels.

• de l'accumulation de matière organique d'origine végétale ou animale, organites comme des tourbes en zone alluviale ou le guano dans les karsts et sur le littoral

• des effets des séismes aboutissant à la déformation de roches préexistantes, à leur fissuration, à leur fragmentation, à l’éboulement des parois rocheuses et à la mobilisation des matériaux anguleux et hétérométriques, seismites très proches des clastites par leur aspect et leurs caractéristiques physiques

• de l'accumulation de matériaux issus de l'activité volcanique, vulcanites

• des effets directs ou indirects des activités humaines, formations superficielles anthropiques résultant des travaux, remblais, déblais, excavations

Genèse dans l'espace

L'évolution dans l'espace des formations superficielles dépend de facteurs topographiques, dynamiques et géographiques. La topographie joue un rôle déterminant suivant qu'elle favorise une dynamique d'évolution in situ ou une dynamique d'érosion/transport/sédimentation.

A la surface de la Terre, il ne peut pas faire très humide est froid à la fois. Plus il fera chaud et humide plus l'intensité sera maximale. Sur les tropiques, nous avons des déserts contrairement aux zones équatoriales où nous avons des forêts humides. L'altération est plus importante dans les climats équatoriales que dans les climats tempérés et tropicaux où le lessivage sera modéré voire faible lié aux pluies plus faible que dans les zones équatoriales. La nature des altérites est contrôlé par le climat.

Formations superficielles autochtones : elles sont non-transportées et leur évolution dépend de la lithologie, du régime hydrique et de la durée. Ces systèmes sont quasi-immobiles, généralement situés en zone plane. Il y a donc filiation directe entre le substrat et la FS, mais elle peut acquérir au cours du temps une organisation et/ou une structure particulières. Il n’y a pas de déplacement mécanique distant et il s’effectue verticalement, horizontalement, ou latéralement, principalement sous forme de solutions ou de suspensions fines (exemples: FS liées aux surfaces d’érosion par fragmentation mécanique ou dégradation chimique, tels que les regs sahariens, les arènes tempérés, les cuirasses alumineuses ou ferrugineuses tropicales, les argiles à silex, …)

Formations superficielles subautochtones : elles sont peu transportées et évoluent seulement dans le plan des versants sous l’action de la gravité, assistée par des dynamiques secondaires liées au contexte local : valeur et longueur de la pente, exposition, situation sur le versant, couvert végétal, facteurs climatiques, etc. Leur extension amont-aval est limitée (de quelques mètres à quelques centaines de mètres). Elles sont souvent regroupées sous le terme générique de colluvions.

Formation superficielles allochtones : subissent ou ont subit des déplacements, des transferts mécaniques sur de plus ou moins longues distances. Elles ont été prises en charge par un ou plusieurs agents géodynamiques externes qui peuvent relayer dans l'espace et dans le temps (exemples : FS liées aux eaux courantes (formations fluviales) et concentrées dans les thalwegs, aux glaciers (formations glaciaires) dans les zones polaires ou montagneuses, au milieu marin (formations littorales), aux vents (formations éoliennes))

Genèse dans le temps

Formations superficielles de surface : les observations doivent couvrir une surface qui couvre l'ensemble de son contexte morphologique et géologique, puis être complétée par des analyses de laboratoire pour essayer de préciser l'histoire de la formation dans toute sa complexité.

• formations monophasées : sous la dépendance d’un seul type de dynamique ou d’environnement comme les accumulations sableuses des ergs sahariens ou les altérites des zones tropicales humides
• formations polyphasées : affectées par des dynamiques diverses (e.g. dynamique fluviale tempérées succédant à une dynamique périglaciaire) ou développées dans des contextes bioclimatiques différents.
• formations exhumées : après fossilisation par le jeu de l’érosion comme les altérites post-hercyniennes sur les schistes et les granites dans le Massif Central ou les argiles à meulière de la surface de Brie.

Formations superficielles fossilisées : elles sont identifiées en coupes ou lors de forages et leur fossilisation résulte de phénomènes d'extension planétaire, régionale ou locale. Elles peuvent rester horizontales, comme la plupart des FS pliocènes, ou être incluses dans des séries géologiques déformées tectoniquement, comme les molasses alpines, les lignites permiennes du Bassin Houiller, les moraines ordoviciennes du Sahara.