Sciences de la Terre
On octobre 20, 2021 by admin
L’eau douce des cours d’eau, des étangs et des lacs est une partie extrêmement importante du cycle de l’eau, ne serait-ce qu’en raison de son importance pour les êtres vivants. Avec les zones humides, ces régions d’eau douce contiennent une énorme variété d’organismes.
Les cours d’eau sont des masses d’eau qui ont un courant ; ils sont en mouvement constant. Les géologues reconnaissent de nombreuses catégories de cours d’eau en fonction de leur taille, de leur profondeur, de leur vitesse et de leur emplacement. Les criques, les ruisseaux, les affluents, les bayous et les rivières peuvent tous être considérés comme des cours d’eau. Dans les cours d’eau, l’eau s’écoule toujours vers le bas, mais la forme que prend ce mouvement de descente varie selon le type de roche, la topographie et de nombreux autres facteurs. L’érosion et le dépôt des cours d’eau sont des créateurs et des destructeurs de reliefs extrêmement importants et sont décrits dans le chapitre Érosion et dépôt.
Les rivières sont les plus grands types de cours d’eau, déplaçant de grandes quantités d’eau des hauteurs vers les basses altitudes. L’Amazone, le fleuve au plus grand débit du monde, a un débit de près de 220.000 mètres cubes par seconde ! Les gens utilisent les rivières depuis le début de la civilisation comme source d’eau, de nourriture, de transport, de défense, d’énergie, de loisirs et d’élimination des déchets.
Les rivières et les cours d’eau complètent le cycle hydrologique en renvoyant les précipitations qui tombent sur la terre vers les océans (figure 10.1). En fin de compte, la gravité est la force motrice, car l’eau se déplace des régions montagneuses vers le niveau de la mer. Une partie de cette eau se déplace à la surface et une autre partie se déplace dans le sol sous forme d’eau souterraine. En s’écoulant, l’eau effectue un travail d’érosion et de dépôt. Vous apprendrez les effets de l’érosion et les dépôts qui se forment à la suite de cette eau en mouvement.
Figure 10.1 : En se déplaçant vers l’océan, les cours d’eau transportent des matériaux altérés.
Objectifs de la leçon
- Décrire comment les cours d’eau de surface produisent de l’érosion.
- Décrire les types de dépôts laissés par les rivières et les cours d’eau.
Ordinairement, il existe une variété de différents types de cours d’eau. Un flux prend naissance à sa source. La source se trouve probablement dans les hautes montagnes où les neiges s’accumulent en hiver et fondent en été, ou une source peut être une source. La source est connue sous le nom d’eau d’amont ou de tête du cours d’eau. Un cours d’eau peut avoir plus d’une source et lorsque deux cours d’eau se rejoignent, on parle de confluence. Le plus petit des deux cours d’eau est un affluent du plus grand. Un cours d’eau peut créer une mare où l’eau ralentit et devient plus profonde.Le point où un cours d’eau arrive dans une grande étendue d’eau, comme un océan ou un lac, s’appelle l’embouchure.
Une ligne de partage des eaux est une zone topographiquement élevée qui sépare un paysage en différents bassins d’eau. La pluie qui tombe sur le côté nord d’une crête s’écoule dans le bassin versant nord et celle qui tombe sur le côté sud s’écoule dans le bassin versant sud. A une échelle beaucoup plus grande, des continents entiers ont des lignes de partage, connues sous le nom de lignes de partage continentales.
Erosion et dépôt par les rivières et les cours d’eau
Erosion par ruissellement
Lorsque les cours d’eau se déplacent sur le sol, ils transportent des matériaux altérés. Les cours d’eau érodent continuellement les matériaux de leurs berges, notamment le long des courbes extérieures des méandres. Certains de ces matériaux sont transportés en solution. De nombreux minéraux sont des composés ioniques qui se dissolvent facilement dans l’eau. L’eau transporte donc ces éléments jusqu’à la mer en tant que partie de la charge dissoute que le cours d’eau transporte. Lorsque les eaux souterraines s’infiltrent dans les couches de sol et de roche, les minéraux se dissolvent et sont emportés. Les eaux souterraines contribuent à la plupart des éléments dissous que les cours d’eau transportent. Une fois qu’un élément s’est complètement dissous, il sera probablement transporté vers l’océan, quelle que soit la vitesse du cours d’eau. Dans certaines circonstances, l’eau du cours d’eau pourrait devenir saturée de matériaux dissous, auquel cas les éléments de ces minéraux pourraient précipiter hors de l’eau avant d’atteindre l’océan.
Une autre façon dont les cours d’eau déplacent les matériaux altérés est sous forme de charge suspendue. Ce sont des morceaux de roche qui sont transportés sous forme de solides lorsque la rivière s’écoule. Contrairement à la charge dissoute, la taille de la particule qui peut être transportée sous forme de charge en suspension est déterminée par la vitesse du cours d’eau. Lorsqu’un cours d’eau s’écoule plus rapidement, il peut transporter des particules de plus en plus grosses. Plus la taille des particules pouvant être transportées par un cours d’eau est importante, plus la compétence du cours d’eau est grande. Si un cours d’eau a une forte pente ou un fort gradient, il aura une vitesse plus rapide, ce qui signifie qu’il sera capable de transporter des matériaux plus gros en suspension. En période de crue, les rivières coulent beaucoup plus vite et provoquent davantage d’érosion car l’eau ajoutée augmente la vitesse du cours d’eau. Les particules de sable, de limon et d’argile constituent généralement la charge en suspension d’un cours d’eau (figure 10.2). Lorsqu’un cours d’eau ralentit, soit parce que sa pente diminue, soit parce qu’il déborde de ses berges et élargit son chenal, il dépose en premier les plus grosses particules qu’il a transportées.
Figure 10.2 : Les rivières transportent du sable, du limon et de l’argile sous forme de charge en suspension. Pendant la phase de crue, la charge en suspension augmente considérablement à mesure que la vitesse du cours d’eau augmente.
La dernière façon dont les cours d’eau déplacent les matériaux altérés est sous forme de charge de fond. Cela signifie que, bien que l’eau du cours d’eau soit capable de cogner et de pousser ces particules, elle n’est pas capable de les ramasser et de les transporter continuellement. La charge du lit est ainsi nommée parce que ces particules sont poussées et roulées le long du lit du cours d’eau lorsque celui-ci s’écoule. De temps en temps, une particule de plus grande taille est projetée dans la partie principale du courant, mais elle retombe ensuite dans le lit du cours d’eau car elle est trop lourde pour rester en suspension dans l’eau. C’est ce qu’on appelle la saltation, dont nous parlerons plus loin dans ce chapitre avec le transport des particules par le vent. Les cours d’eau à vitesse élevée et à forte pente ont une forte tendance à descendre dans le lit du cours d’eau, ce qui est principalement accompli par le mouvement des particules qui constituent la charge du lit. Les particules qui se déplacent en tant que charge du lit d’un cours d’eau ne se déplacent pas continuellement le long, mais plutôt par petits pas ou sauts avec des périodes d’immobilité entre les deux.
Érosion des cours d’eau et des rivières
Lorsqu’un cours d’eau déplace l’eau des hautes altitudes, comme les montagnes, vers les basses altitudes, comme l’océan, qui est au niveau de la mer, le travail du cours d’eau change. À haute altitude, les cours d’eau ne sont que des ruisseaux naissants qui ont de petits canaux et de fortes pentes. Cela signifie que le cours d’eau aura une vitesse élevée et effectuera un travail important d’érosion de son lit. Plus l’altitude est élevée, plus le cours d’eau est éloigné de son point de rencontre avec la mer. Le niveau de base est le terme utilisé pour désigner l’endroit où un cours d’eau rencontre le niveau de la mer ou des eaux stagnantes, comme un lac ou l’océan. Les cours d’eau s’efforceront de creuser leur lit jusqu’à ce qu’ils atteignent le niveau de base.
A mesure qu’un cours d’eau sort des zones de haute montagne pour atteindre des zones plus basses, plus proches du niveau de la mer, le cours d’eau est plus proche de son niveau de base et fait plus d’efforts pour éroder les bords de ses berges que pour creuser son lit. À un moment donné, la plupart des cours d’eau présentent des courbes ou des virages dans leur chenal, appelés méandres (figure 10.3). Le cours d’eau érode des matériaux le long de ses berges extérieures et dépose des matériaux le long des courbes intérieures d’un méandre lorsqu’il s’écoule vers l’océan (figure 10.4). Cela entraîne une migration latérale de ces méandres au fil du temps. L’érosion du bord extérieur des berges du cours d’eau commence le travail de sculpture d’une plaine d’inondation, qui est une zone plate et plane entourant le canal du cours d’eau.
Figure 10.3 : On peut voir ici un cours d’eau éroder activement ses berges extérieures le long d’un méandre.
Figure 10.4 : Ce cours d’eau a déposé des matériaux plus gros comme du gravier et des cailloux le long de la courbe intérieure d’un méandre.
Dépôt dans les cours d’eau et les rivières
Figure 10.5 : Après de nombreuses crues, un cours d’eau construit des levées naturelles le long de ses berges.
Une fois qu’un cours d’eau s’approche de l’océan, il est très proche de son niveau de base et dépose maintenant plus de matériaux qu’il n’en érode. Comme tu viens de l’apprendre, un des endroits où une rivière dépose des matériaux est le long des bords intérieurs des méandres. Si vous décidez un jour de chercher de l’or ou des artefacts d’une ville ou d’une civilisation plus ancienne, vous passerez au crible ces dépôts. L’or est l’un des éléments les plus denses sur Terre. Les cours d’eau sont paresseux et ne veulent jamais transporter plus de matériaux qu’il n’est absolument nécessaire. Les cours d’eau sont paresseux et ne veulent jamais transporter plus de matériaux qu’il n’en faut absolument. Imaginez que vous deviez porter tout ce dont vous avez besoin pendant une semaine en marchant plusieurs kilomètres. Au début, il se peut que le poids de ce que vous portez ne vous dérange pas du tout, mais au fur et à mesure que vous vous fatiguerez, vous chercherez à faire tomber les choses les plus lourdes que vous portez en premier !
Lorsqu’une rivière inonde ou déborde de son canal, la zone où le cours d’eau s’écoule est soudainement beaucoup plus large et moins profonde qu’elle ne l’était lorsqu’elle était dans son canal. Cela ralentit la vitesse d’écoulement du cours d’eau et fait en sorte qu’il dépose une grande partie de sa charge. Les agriculteurs qui exploitent les plaines inondables autour du Nil comptent sur ces dépôts pour fournir des nutriments à leurs champs chaque année lorsque le fleuve inonde ses berges. Au stade de la crue, un fleuve construit également des levées naturelles, car les particules de plus grande taille construisent une zone plus élevée autour des bords du canal du cours d’eau (figure 10.5).
Lorsqu’un fleuve rencontre soit de l’eau stagnante, soit un terrain presque plat, il dépose sa charge. Si cela se produit dans l’eau, une rivière peut former un delta. Depuis leur source dans les montagnes, sur un parcours de plusieurs kilomètres, les rivières transportent les matériaux érodés qui forment leur charge fluviale. Soudain, la rivière ralentit considérablement sa vitesse et laisse tomber l’énorme charge de sédiments qu’elle transportait. Les deltas sont des dépôts de sédiments au sommet relativement plat, souvent de forme triangulaire, qui se forment à l’endroit où un grand fleuve rencontre l’océan. Le nom delta vient de la lettre grecque majuscule delta, qui représente un triangle, même si tous les deltas n’ont pas cette forme. Un delta de forme triangulaire se forme lorsque le cours d’eau principal se divise en de nombreux petits affluents. Lorsque le canal se déplace d’avant en arrière en laissant tomber les sédiments et en se déplaçant vers un nouvel emplacement du canal, un large dépôt triangulaire se forme.
Il y a trois types de lits qui composent un delta (figure 10.6). Les premières particules à être déposées sont les sédiments les plus grossiers et ceux-ci forment des couches inclinées appelées lits d’avant-pays qui constituent le bord avant du delta. Plus loin, dans des eaux plus calmes, des sédiments plus légers et à grain plus fin forment des couches minces et horizontales. Ces couches sont appelées lits de fond. En période de crue, l’ensemble du delta peut être recouvert par des sédiments plus fins qui recouvrent le delta existant. C’est ce qu’on appelle les couches supérieures. Ils se forment en dernier et reposent sur le reste du delta.
Les grands fleuves ne forment pas tous des deltas lorsqu’ils rencontrent l’océan. La formation d’un delta dépend de l’action des vagues et des marées. Si l’eau est calme, comme dans un golfe ou une mer peu profonde, un delta peut se former. Si les sédiments sont emportés, aucun delta ne se formera. Les sédiments amenés sur le rivage et distribués le long des côtes par le transport littoral forment nos plages et nos îles-barrières.
Si un fleuve ou un cours d’eau atteint soudainement un terrain presque plat, comme une large vallée plate ou une plaine, un éventail alluvial se développe à la base de la pente (figure 10.7). Un éventail alluvial est un dépôt de sédiments grossiers, en forme d’éventail, dont le sommet est incurvé et qui tombe lorsque le cours d’eau perd soudainement de sa vitesse. Le cône s’étale en une courbe dans la direction du terrain plat, car de nombreux chenaux de cours d’eau se déplacent sur la surface incurvée du cône alluvial, formant et déformant de nombreux chenaux au fur et à mesure que les sédiments se déposent. Les cônes alluviaux se forment généralement dans les régions plus arides.
Figure 10.7 : Cette photo satellite d’un éventail alluvial en Iran montre la forme typique en éventail de ces dépôts. Le cours d’eau formant le cône alluvial s’écoule des montagnes dans le coin sud-ouest (en bas à gauche) de la photographie vers les terres plus plates au nord-est (en haut à droite). Les rectangles verts sont des champs agricoles qui utilisent l’eau distribuée.
Résumé de la leçon
- Les rivières et les ruisseaux érodent la terre lorsqu’ils se déplacent des plus hautes altitudes vers la mer.
- Les matériaux érodés peuvent être transportés dans un cours d’eau sous forme de charge dissoute, de charge en suspension ou de charge de fond.
- Un cours d’eau érode profondément la terre lorsqu’il est loin de son niveau de base, l’altitude où il entre dans les eaux stagnantes comme l’océan.
- Lorsqu’un cours d’eau développe des coudes, appelés méandres, il forme une large zone plate appelée plaine d’inondation.
- À la fin d’un cours d’eau, un delta ou un éventail alluvial pourrait se former là où le cours d’eau dépose une grande partie de la charge de sédiments qu’il transporte.
Questions de révision
- Quels sont les trois types de charge qui composent les particules qu’un cours d’eau transporte. Nommez et définissez chaque type.
- Qu’est-ce que le gradient d’un cours d’eau ? Quel effet a-t-il sur le travail d’un cours d’eau?
- Décrivez plusieurs zones d’érosion produites par les cours d’eau. Expliquez pourquoi l’érosion se produit ici.
- Quel type de gradient ou de pente aurait une rivière lorsqu’elle érode activement son lit de cours d’eau ? Expliquez.
- Quand une rivière formerait-elle un éventail alluvial et quand formerait-elle un delta ? Décrivez les caractéristiques de chaque type de dépôt.
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