Introduction à la géodynamique externe et rappels de topographie

La géodynamique externe étudie les processus qui façonnent la surface de la Terre : l'eau, la glace, le vent et la gravité détruisent les reliefs créés par la géodynamique interne et déposent les sédiments. Ce chapitre pose les définitions, situe la discipline dans le cycle géologique et rappelle les notions de topographie indispensables pour lire une carte et décrire un relief, question classique du premier contrôle de S2.

1. Définition et place dans le cycle géologique

La géodynamique est la science des processus physiques, mécaniques et chimiques qui affectent la Terre. On la subdivise en géodynamique interne (magmatisme, métamorphisme, séismes, tectonique des plaques : les processus qui construisent les reliefs) et géodynamique externe, qui concerne l'évolution dynamique de la surface de la planète sous l'action des agents externes. Les deux se rejoignent dans le cycle géologique : une orogenèse crée des montagnes, l'érosion les aplanit, les sédiments s'accumulent dans les bassins, s'enfouissent, se transforment en roches puis peuvent être déformés et soulevés à leur tour. Cette boucle se répète sur des dizaines à des centaines de millions d'années.

La surface terrestre est le lieu d'interaction des enveloppes externes : l'atmosphère (enveloppe gazeuse), l'hydrosphère (eau liquide : océans, mers, lacs, cours d'eau), la cryosphère (eau solide : calottes, glaciers, banquise) et la biosphère (ensemble des êtres vivants), avec l'enveloppe solide, la lithosphère (croûte et partie rigide du manteau supérieur). Les processus qui en résultent sont dits exogènes.

2. Les trois sources d'énergie

Tout processus géologique consomme de l'énergie. L'énergie thermique interne (chaleur du globe) alimente l'orogenèse, le magmatisme et le métamorphisme. L'énergie solaire (énergie thermique externe) est le moteur des climats, du cycle de l'eau, des vents et des courants marins : c'est elle qui commande l'essentiel de la géodynamique externe. L'énergie gravitationnelle intervient directement (chutes de blocs, glissements le long des pentes) et indirectement (écoulement des eaux des reliefs vers les embouchures, qui assure érosion et transport). Le cycle sédimentaire qui en découle enchaîne altération, érosion, transport, sédimentation et diagenèse : c'est le fil conducteur du module.

3. Coordonnées d'un point et altitude

Un point de la surface terrestre est repéré par trois coordonnées. La latitude est l'angle entre la verticale du lieu et le plan de l'équateur (0° à l'équateur, 90° aux pôles, nord ou sud). La longitude est l'angle entre le méridien du lieu et le méridien de référence de Greenwich (0° à 180°, est ou ouest). L'altitude est la hauteur d'un point au-dessus du niveau moyen des mers, surface de référence appelée géoïde ; le Maroc rapporte ses altitudes au niveau moyen de la mer mesuré par un marégraphe de référence. Sur une carte, les points de même altitude sont reliés par des courbes de niveau ; l'écart d'altitude entre deux courbes successives est l'équidistance. Des courbes serrées signalent une forte pente, des courbes espacées une pente douce.

4. Les formes du relief

Le relief désigne l'ensemble des inégalités de la surface terrestre. On distingue les formes majeures, continents et bassins océaniques, et, à l'échelle des continents, les plaines (surfaces basses et peu accidentées où les vallées sont peu encaissées), les plateaux (surfaces élevées dans lesquelles les cours d'eau s'encaissent), les montagnes (reliefs élevés à fortes pentes et fortes dénivelées) et les dépressions. Une montagne se décrit par ses versants, ses crêtes (lignes de partage des eaux), ses cols, ses vallées (en V dans un contexte fluviatile, en U dans un contexte glaciaire) et ses talwegs, lignes de plus grande pente où se rassemblent les eaux. Le domaine marin comporte le plateau continental (faible pente), le talus continental (pente forte), le glacis et la plaine abyssale.

Le relief résulte d'un équilibre entre les forces qui le construisent (tectonique, volcanisme) et celles qui le détruisent (agents externes). Sa forme dépend aussi de la résistance des roches : les roches dures (quartzites, calcaires massifs) forment des saillies, les roches tendres (marnes, argiles) sont creusées en dépressions. Ce contrôle lithologique du relief est un point que le correcteur attend dans toute description de paysage.