Synthèses par chapitre en géographie physique

Géomorphologie fluviatile

Bassin versant : aire délimitée par des lignes de partage des eaux, à l'intérieur de laquelle toutes les eaux tombées alimentent un même exutoire.

Ruissellement d’un bassin versant déterminé par :
- Climat régional
- Caractéristiques (sol, topographie, affectation du sol, végétation, géologie)

Régimes majeurs de la rivière :
- Dominé par la fonte de glace et de neige (régime agressif)
- Environnement tempéré océanique
- Tropical (une saison humide->pic = agressif)
- Equatorial (2 périodes de pluie)

Différences à l’échelle régionale :
- Régime agressif
- Régime tempéré

Bilan hydrique : précipitation- évapotranspiration-infiltration=eau rivières
Régime : débit au cours de l’année

Erosion dépend de :
- Végétation
- Précipitation
- Lithologie
- Topographie
- Homme

Débit dominant :
- Crues extrêmes (rares) : érosion importantes
- Petites crues (rares) : peu de sédiments transportés
- Crues intermédiaires (souvent) : travail géomorphologique le plus important

Chenaux :
- Anastomosés (sinueux)
- Méandres (sinueux)
- Droits (droit)
- Braided=tressés (droit)

Mesures chenal en section :
- Profils longitudinaux
- Forces de gravité et de friction
- Vitesse moyenne de l’eau : V=(R^0.66 S^0.5)/n
- Calculs en fonction débit Q mais pff...voir notes
- Stream power : détermine le taux d’érosion, transport de sédiments et instabilité du chenal :
Stream Power= rhoQS

Caractéristiques de l’écoulement :
- Isovels : lignes à vitesse constante (diminue sur les bords à cause des forces de friction)
- Thalweg : zone d’écoulement maximal
- Ecoulement hélicoïdal : l’eau veut toujours continuer tout droit, plus rapide vers l’extérieur du méandre

Transfert de sédiments :
- Transport dans la masse d’eau (nécessite une certaine vitesse, force de cisaillement)
  * Sédiments dissous
  * Sédiments en suspension
- Transport en charge de fond  (pulsion, dépend de force d’écoulement, taille particule, forme, viscosité cinématique…)
  * Rolling (roule)
  * Saltation (saute)
  * Traction (poussé)

Mesures chenal en section longitudinal :
regarder slides

Rivières en plan :
<gradient seuil : méandres
>gradient seuil : anastomosées, sédiments

Morphologie du lit du chenal :
- Particules plus fines et plus rondes en aval
- Pool-riffle (+ profond, - profond)
- Dunes/anti-dunes
- Pot holes (trous ronds)
- Bars (bancs)
- Pavements

Changement des chenaux à court terme :
- Autogénique (naturel à la rivière)
- Allogénique (extérieur)

Gestion des rivières :
- Hard engineering (négatif)
- Soft engineering
- Entretien
- Construction nouvelles rivières
- Restauration

Karst

Karst : formes de modelé liées à l'érosion par dissolution dans les roches calcaires.
Solubilité halite>gypse>calcite>dolomite

Localisation :
- Epikarst : partie supérieure d’un karst
- Endokarst : partie souterraine (zone vadose et saturée)

Vadose : partie du sol et/ou du sous-sol située entre l'interface atmosphère-pédosphère et la nappe phréatique.

Processus dominants :
- Dissolution
- Précipitation
- Subsidence (affaissement lent de la lithosphère)
- Effondrement

Morphologie karstique :
- Karren : rigoles dans les roches calcaires par dissolution

- Karst polygénétique :
• Pavement de calcaire
• Labyrinthe (ressemble à une gorge mais sans rivière)
• Pinnacle (caractérisé par des rochers verticaux)
• Ruiniforme

- Dépressions fermées :
• Doline (presque ronde, de petite taille)
• Uvala/Ouvala (plusieurs dolines)
• Polje (à fond plat, de grand taille, un peu allongée)

Dolines d’effondrement formées par suffosion (déformation)/effondrement/subsidence/dissolution

- Cônes : formes extrêmes dans les tropiques
• Cockpit karst (dolines en forme d’étoile)
• Tower karst (pics résiduaires sur plaine alluviale)

- Karst fluviatile :
• Gorge
• Vallée sèche
• Gouffre
• Falaise
• Grottes de méandre
• Captation de rivière

Karst souterrain :
- Influencé par lithologie, failles, diaclases, effondrement.
- Positions grottes :
• En vadose (au-dessus de la nappe)
• Au-dessous de la nappe
• Au niveau de la nappe

Gestion : risque d’effondrement, conservation contre l’activité humaine

Glaciers et calottes glaciaires

Types de masses glaciaires :
- Calotte glaciaire (glaciers continentaux, ice sheet, islandsis) : volume le plus important, terrestre ou marin, écoulement lent
- Ice caps (petites calottes de glace) : masse de glace qui occupe les pôles
- Glaciers de vallées : se forment dans les montagnes, vitesse variable

Les ice sheet se brisent quand ils atteignent la mer -> ICEBERG

Bilan de masse d’un glacier : limite de la neige persistante :
- Zone d’ablation : perte de masse pendant l’année
- Zone d’accumulation : gain de masse pendant l’année

Bilan de masse = masse eau gagnée/masse eau perdue pendant l’année

Régime thermal d’un glacier : Si P augmente, point de fusion diminue

- Glace chaude = au point de fusion
- Glace froide = en dessous du point de fusion
- Régimes thermaux :
• Glacier tempéré (alternance glace chaude et froide : Alpes)
• Glacier froid (glace froide : Antarctique)
• Glacier polythermal (glace chaud et froid en même temps)

Eau :
- Supraglacial : eau de fonte en surface, saisonnier, source la plus importante pour les glaciers alpins
- Englacial : eau de fonte dans le glacier : système de chenaux=moulins (crevasses)
- Subglacial : eau de fonte en dessous du glacier (difficilement étudiable)

SAVOIR REFAIRE LE SCHEMA

Système d’eau subglacial :
- Écoulement laminaire : pression de l’eau très élevée, ne vient pas de la surface
- Ecoulement en chenaux : plusieurs brins qui se rejoignent
• Chenaux Nye : dans roche mère
• Chenaux Rothlisberger : dans la glace
- Cavités connectée : en aval des monticules de roche mère lorsque le glacier avance
- Chenaux : anastomosés

Dynamique du glacier :
- Mécanismes d’écoulement (dépendent régime thermal, eau de fonte, morphologie du lit…) :
• Déformation interne de la glace (creep) : dominant dans les glaciers froids, dépend de la température, cristaux, impuretés
• Glissement du glacier sur son lit : réduction de la friction au point de fusion. Vitesse contrôlée par rugosité du lit et friction sédiments-roche mère. Méthodes de transfert de la glace autour d’obstacles : Regel et Creep renforcé
• Déformation des sédiments de base : déformation des sédiments sur roche mère meuble contribue à l’écoulement du glacier
- Vitesse du glacier (dépend du régime thermal, bilan de masse, morphologie du lit…) :
• Glaciers rapides=surge, nécessite eau

Erosion glaciaire :
- Ecrasement glaciaire (par le poids)
- Plucking and quarrying (érosion et extraction) : sédiments
- Abrasion glaciaire (par glissement)
- Erosion mécanique et chimique (par eau de fonte à la base)

Entrainement et transport :
- Gel et fonte = matériel sur la zone d’accumulation (roche), sur la zone d’ablation (moraine)
- Tapis roulant (par abrasion)

Sédimentation :
- Moraine glaciaire (frontale, terminale, latérale, médiane, de fond)
- Till de fonte (autour d’un sédiment lorsque la glace fond)
- Till d’écoulement (à l’avant du glacier)
- Till déformé

Relief structural

Orogenèse : caractérise l'ensemble des processus géodynamiques qui dépendent de la tectonique des plaques et qui aboutissent à la formation d'un système montagneux au sens large.

Géologie structurale : étude des déformations subies à différentes échelles par les roches.

Morphologie : domaine qui étudie les caractéristiques, la configuration et l'évolution de formes de terrains et de roches.

Pendage : angle de pente de la couche étudiée

Orientation : direction de boussole de la ligne d’intersection de notre couche avec l’horizontale

Processus de déformations (sans fissure) :
- Plissement
- Flexion
Pas de fissures, anticlinal, synclinal, monoclinal, isoclinal…

Fissuration des roches : (PAS DE DEPLACEMENT)
- Contraction (exemple : lave, hexagone)
- Décompression (pression, tire puis casse)
- Tectonique (réseaux de diaclases)

Diaclase : désigne l'épisode au cours duquel une roche se fend sans que les parties disjointes s'éloignent l'une de l'autre.

Types de failles : (DEPLACEMENT)
- Faille normale (mouvement vertical : une couche descend)
- Faille chevauchante (mouvement vertical : une couche monte)
- Faille décrochante (mouvement horizontale)

Formation des failles :
- Horst : blocs soulevés créés par la combinaison de failles normales
- Grabben : fossés effondrés créés par la combinaison de failles normales
- Rejet : Hauteur du décalage final de la faille
- Friction/Dislocation

Faciès : terme général utilisé pour qualifier un étage lithostratigraphique, une roche ou un minéral.

Stratification (structure plissée) :
- Erosion différentielle (degré d’érosion) dépend de :
• Dureté de la roche
• Capacité de dilatation de la roche
• Minéralogie
- Inclination mesa<cuesta<crête monoclinale (hogback)

Côtes

Côte : zone entre milieu marin et terrestre

Rivage : frontière entre l’élément liquide et la terre ferme, sans que des frontières précises soient définies = plage.

Littoral : bande de terre entre mer et continent = zone de contact

Large de rivage

Plaine côtière : comprend l’estuaire, s’étend au plateau contiental

Processus côtiers :
- Vagues marines (produite par tempêtes locales au large)
- Vagues de houle (vagues en dehors de leur zone de production)
- Influence météorologique

Processus vagues : ride évolue avec le vent
- Peuvent se superposer
- Produire des champs de vagues complexes
- Changent en s’approchant de la côte
- Shoaling= profondeur vague plus importante que profondeur eau
- Interaction avec ligne de rivage (réfraction, réflexion, diffraction)
- Marées (journalières, mensuelles)

Marées en tant que vagues :
- Marées=vagues produites par attraction céleste
- Cycle journalier et mensuel
- Grande marée=pleine lune
- Marée morte d’eau=demi-lune

Vagues et sédiments :
- Swash : dépôts dû au jet de rive
- Backswash : retrait des vagues
= mouvements sédiments entre plage et mer
- Dérive littorale=érosion

Courants :
- Dérive littorale
- Rip current (courant d’arrachement =danger)
- Courant de marées

Formes côtières :
- Wave cut notch = entailles d’abrasion
- Caves
- Arches
- Stacks= Piliers détachés du littoral
- Blowholes= geyser maritime
- Pothole=marmite
- Pool=flaque


Formes sédimentaires :
- Cusp
- Bar
- Berm =replat de la plage
- Tombolo=ile se rattachant au continent avec sédiments
- Spit

Hypothèses sur la formation de barrières :
- Modèle transgressif-émergé
- Modèle transgressif-submergé
- Modèle « status quo » émergé

Côtes dominées par les vagues = récifs corailliens

Côtes dominées par les marées = estuaires

Côtes dominées par les rivières = delta

- Cuspate
- Elongate
- Estuarine ????

Changement du niveau de la mer
- Court terme
- Long terme

Gestion côtière

Zones arides

Aridité : phénomène climatique impliquant une pluviométrie faible
Varie selon :
- Disponibilité de l’eau
- Situation structurale
- Roche mère
- Ecologie

Aridité=bilan hydrique négatif

P/PET=précipitation/évapo=0.5

- Zones hyper-arides P/PET<0.05
- Zones arides P/PET entre 0.05 et 0.2
- Zones semi-arides P/PET entre 0.2 et 0.5
- Zones subhumides-sèches P/PET entre 0.5 et 0.65

Causes de l’aridité et situation :
- Régions subtropicales (air stable descend)
- Intérieur régions continentales (très loin des océans)
- Zones montagneuses sous le vent (coté protégé des vents reste plus sec)
- Lignes côtières à l’Ouest des continents (courants océaniques froids suppriment l’évaporation)

Sols de zones arides :
- Aridisol
- Al sol
- Entisol
- Mollisol
- Vertisol (sol d’argile)

Végétation des zones arides :
- Mésophytes : 10-20% humidité au sol
- Xerophytes : 5-20% humidité au sol

Processus géomorphologiques :
- Facteurs d’altération
- Morphologie d’altération
- Pentes et chenaux :
• Eau est un agent effectif
• Ruissellement (rigoles)
• Ecoulement irrégulier et de courte durée dans les chenaux
• Flux de sédiment limité
• Rivières endoréiques (qui n’atteignent pas la mer)

Processus éoliens :
- Suspension (turbulences)
- Reptation (par impacts)
- Creep (roule)=fluage
- Saltation (par sauts)

Dunes = taux apport>perte
- Barchan (ellipsoïde)
- Seif (lignes)
- En étoile
- Transverse

Changements environnementaux des zones arides :
- Saisonnier
- Long-terme
- Humain
- Climatique

Désertification

Permafrost et périglaciation

Phénomènes :
- Macro (vallées en U, arrêtes, pics glaciaires, vallées suspendues, fjords…)
- Meso (formes glaciaires dissymétriques, roches moutonnées, drumlins) Striations indiquent la direction de la glace qui est opposée à celle des forces de friction
- Micro (striations, chatter marks, fractures, cicatrices…)

Horn : crête aigue, plus haute que le glacier (ex : Cervin)

Tarn : lac de cirque

Hanging trough = vallée en U

SCHEMA

Géomorphologie de sédimentation (moins accentué que l‘érosion)
1) Par action directe de la glace :
- Push moraines (moraine frontale)
- Ice-pushed ridge (crête de poussée glaciaire)
- Dump moraines (moraine terminale)
- Latéral moraines (moraine latérale)
- Hummocky moraines (fonte de matériel sur et dans la glace)
- De Geer moraines (transversal à l’écoulement au bord d’un lac)
- Drumlins (buttes elliptiques, allongées dans le sens du mouvement de la glace)
- Flutes (drumlin très allongé)
- Crevasse-fill ridge (crevasses de sédiments)
- Kettle holes (dépressions fermées à cause de glace stagnante)
2) Par eau de fonte :
- Eskers (rides longues et étroites faites de sable et de gravier dans les moraines de fond)
- Kame (petites collines de sable et gravier à la limite de la glace)
Formation des drumlins :
- Théorie Boulton-Menzies : les drumlins se forment à cause changement d’épaisseur et des propriétés du lit déformé. Poussée de sédiments vers le bas. Sédiments déplacent obstacles
- Théorie de Shaw : grâce à l’eau des crues dans les dépressions en dessous de la glace

Bergschrund= rimaye : crevasse dans un glacier située à la frontière supérieure entre la glace en mouvement et l'environnement immobile

Environnement périglaciaire= environnement froid et non-glaciaire

Permafrost : sol gelé en permanence

Distribution du permafrost :
- Permafrost polaire
- Permafrost Alpin
- Permafrost sous-marin

Talik : couche de sol dégelé durant toute l'année, qui se trouve au milieu d’une zone de permafrost.

Température du permafrost est plus basse à la surface.

Epaisseur stable du permafrost grâce à albédo, températures, végétation sombre augment température.

Hydrate de gaz : solide cristallin dans lequel les molécules de gaz sont combinées aux molécules d’eau.

Hydrate de méthane présent dans le permafrost -> DANGER

Hydrologie des régions permafrost :
- Ecoulement eau souterraine (peu important à cause sol gelé)
- Ecoulement des rivières (saisonnier)

Géomorphologie périglaciaire dépend de :
- Frost shattering (expansion volume d’eau après gel)
- Ice wedge (fente de gel et polygones)
- Ségrégation de glace par attraction H2O vers la glace

REGARDER DEFINITIONS TP

Phénomènes de thermokarst= dépressions formées par la fonte du permafrost

Glace retenue dans le sol :
- Glace ségrégée (lentilles de glaces)
- Involutions (quand sol riche en glace fond)
- Ice wedges (fentes de glace)
- Polygones
- Pingos (collines avec noyau de glace)
• MacKenzie Delta (système fermé)
• Groenland (système ouvert, petite taille)
• Palsas
• Ampoules
• Pattern ground

Processus de pente :
- Fracturation et production de débris
- Ecoulement de débris et solifluction (descente de matériaux avec l’eau)
- Creep
- Nivations (action de la neige sur le relief)

Conséquences : protalus remparts

Loess et activité éolienne : sédimentation augmente quand vitesse vent diminue.

Les sols et l’environnement

Sol : couche superficielle de la croûte terrestre, résultant de la transformation de la roche mère, enrichie par des apports organiques.

Tourbe : matière organique fossile formée par accumulation sur de longues périodes de temps de matière organique morte. (Pas de décomposition)

Lithosphère : enveloppe terrestre rigide de la surface

Rôles du sol :
- Croissance des plantes
- Réservoir d’eau
- Recyclage matières organiques

Composantes du sol :
- Particules minérales 45%
- Matière organique 5% (rôle : rétention d’eau)
- Air 25% (beaucoup de CO2)
- Eau 25% (%eau sable<limon<argile)

Conditions d’humidités/ Forces
Saturé/ Gravitationnelle
Champ de capacité/ Capillaire
Point de flétrissement/ Hygroscopique

Translocation : mouvement des matières formatrices du sol vers le haut et vers le bas du profil (des horizons)
- Eluviation : (ou lixiviation) diminution progressive dans une couche du sol (ou horizon) de diverses substances avec le mouvement descendant de l’eau.
- Illuviation : accumulation progressive dans une couche du sol de diverses substances déposées par l'infiltration des eaux (percolation).

Horizons : couches superposées (profil du sol)

Différents horizons :
- Horizon O : couche de matière organique située sur la strate supérieure du sol. (Brun foncé)
- Horizon A : concentration encore plus importante en matière organique (car mouvement vers le bas). (Encore plus foncé) Souvent sujet à l’éluviation.
A+O= terreau
- Horizon E : éluviation maximale. Essentiellement sable et limon.
- Horizon B : reçoit la matière d’argile de minéraux des couches supérieure par illuviation.
- Horizon C : entre roche et sol. Pas de matière organique car trop profond pour être atteint par les racines
- Horizon R : substrat rocheux

Solum : tranche verticale d’une couverture pédologique observable dans une fosse ou une tranchée.

Pédogenèse : est l'ensemble des processus (physiques, chimique et biologiques) qui, en interaction les uns avec les autres, aboutissent à la formation, la transformation ou la différenciation des sols.

Lessivage : transport d'éléments composant un sol sous l'effet de l'écoulement des eaux d'infiltration.

Classification des sols (et processus) :
- Luvisols : riches en argile, bien drainés.
- Podzols : lixiviation importante, sols organiques (forêts)
- Gleysols : là où drainage souterrain faible. Saturation en eau. (champs, cuvettes)
- Latérisation ??? Latéralisation ?? : lessivage intense

Facteurs de formation des sols :
- Climat
- Roche mère
- Organismes
- Temps
- Relief
- Dépendance des facteurs

Propriété des sols :
- Couleur
- Texture (sable, limon, argile…)
- Structure (forme, taille…)
- Substitution isomorphique (charges)
- Echange cationique et capacité d’échange

pH : entre 3.5 et 9. pH faible= teneur matière organique élevée.

Impact des activités humaines : IL A DIT QUE CE N’ÉTAIT PAS A CONNAITRE