Quelles sont les résistances des différents types de roches aux intempéries ?

Il s’agit d’un processus géologique extrêmement influent qui prépare généralement le terrain à l’érosion et fournit le « matériau de base » essentiel au développement des sols. Le type de roche influence certainement le degré et le rythme de l’altération à laquelle il sera vulnérable, bien que de nombreux autres facteurs entrent en jeu, notamment le climat environnant.

L’altération par les intempéries décompose les roches par des processus mécaniques ou chimiques. Différents types de roches ont une résistance différente aux intempéries, mais de nombreux autres facteurs que la teneur en minéraux de base influencent les taux d’altération, y compris le climat.

Les types de vieillissement

L’altération par les intempéries détruit la roche par désintégration mécanique ou décomposition chimique. L’altération mécanique (ou physique) fait référence à la fragmentation des roches par des forces telles que la formation de glace ou de sel et le déchargement de la pression sur les roches formées loin sous terre et ensuite exposées à la surface de la Terre. L’altération chimique, quant à elle, couvre les processus qui altèrent les roches par des réactions chimiques, comme la dissolution ou le remplacement des minéraux dans les roches par exposition à l’air ou à l’eau.

La résistance relative des roches aux intempéries

La résistance ou la dureté d’une roche aux intempéries dépend certainement en partie de sont type. C’est parce que le type de roche est déterminé par la composition et la proportion des minéraux qui la composent, et que la résistance aux intempéries des différents minéraux varie selon leur nature.

Le quartz, par exemple, est plus résistant que les micas, qui à leur tour sont plus résistants que les feldspaths. Mais on ne peut pas vraiment faire un classement général des types de roches par résistance aux intempéries à cause de toutes les autres variables impliquées. Toutes les roches d’un même type, comme le granite et le calcaire, n’ont pas toutes la même minéralogie, d’une part. Les grès, par exemple, sont constitués de grains de sable liés par une large gamme de matériaux de cimentation, et leur ténacité repose sur celle de leur ciment.

Un grès cimenté par de la silice est plus résistant qu’un grès cimenté par du carbonate de calcium. Les roches plus massives, celles qui ont moins de fractures, de joints ou de plans de pose, qui sont les limites entre les couches individuelles des roches sédimentaires, ont tendance à résister plus efficacement aux intempéries que les roches moins massives, car ces coupures fournissent des points d’entrée (ou d’attaque) aux agents atmosphériques comme l’eau, qui dans les cycles gel-dégel, écarte les pierres et sert également de milieu pour l’altération chimique.

L’influence du climat

Et puis il y a le facteur climatique. En gros, l’altération mécanique a tendance à être une force plus dominante dans les climats plus secs, tandis que les climats humides connaissent une altération chimique plus prononcée. De nombreuses roches sont résistantes à un type d’altération et faibles face à l’autre. Le calcaire, par exemple, est particulièrement sujet à l’altération chimique en raison de la solubilité de sa composition en carbonate de calcium, on peut les trouver un peu partout et aussi dans les grottes et les cavernes.

Dans les pays arides, en revanche, le calcaire peut être assez résistant et forme souvent des escarpements. Par exemple, le calcaire, avec le grès et le conglomérat, crée des bandes de falaises gigantesques comme on trouve dans le Grand Canyon du plateau du Colorado aux Etats-Unis, tandis que le schiste (un schiste est une roche avec un aspect feuilleté) argileux plus faible s’amenuise pour former des strates douces entre ces couches plus dures.

Les effets de l’altération différentielle sur les paysages

Dans une région contenant plusieurs types de roches, leur résistance relative aux intempéries ou leur absence de résistance aux intempéries contribue à façonner la configuration du terrain. En gros, les couches rocheuses qui se dressent haut dans le paysage sont plus résistantes aux intempéries et à l’érosion, les deux forces vont de pair, que celles des vallées et autres basses terres sous-jacentes. Dans  la vallée et de la crête des Appalaches, les grès et les conglomérats plus résistants forment des crêtes, tandis que les calcaires et schistes plus faibles forment des vallées. L’altération de certains types de roches produit des formes de relief distinctives.

Les affleurements granitiques se manifestent souvent sous forme de coupoles, de murs et de champs de blocs rocheux, terrain qui, dans certains cas, provient en partie d’une forme d’altération mécanique appelée exfoliation (bien que l’altération chimique puisse également contribuer) qui est mieux observée dans les roches granitiques. Elles se forment sous la surface de la Terre à une profondeur assez importante. Lorsqu’elles sont exposées par le soulèvement ou l’érosion, elles peuvent réagir au déchargement de la pression en perdant des plaques ou des bandes de pierre pour créer ces formes de relief monolithiques.

Le vieillissement et le sol

En brisant la roche en morceaux de plus en plus petits et en libérant des minéraux, l’altération atmosphérique agit comme l’une des principales forces qui produisent le sol. Les roches altérées fournissent ce qu’on appelle le « matériau d’origine », ce qui confère à la fois structure et nutriments au sol en développement. Là encore, le type de roche est important en raison du type de minéraux et de la taille des particules que l’altération en extrait. Par exemple, le grès se transforme souvent en grosses particules pour produire un sol à texture grossière plus facilement perméable à l’air et à l’eau, contrairement au sol à texture plus fine et moins pénétrable dérivé des particules plus petites du schiste altéré.

Le calcium est étroitement lié à la fertilité du sol, et les roches riches en calcium ont tendance à s’altérer assez rapidement et à fournir au sol des argiles abondantes, les particules qui facilitent en grande partie l’absorption des nutriments essentiels par les racines des plantes. Les sols altérés par les roches ferromagnésiennes riches en calcium comme le basalte, l’andésite et la diorite ont donc tendance à être plus fertiles que ceux développés sur les roches ignées acides comme le granit et la rhyolite.