Séquence 3 : Quels sont les comportements des roches vis à vis de l'eau  ?

Avec le temps, le basalte se transforme en terre

Souvent les routes de La Réunion recoupent des terrains argileux marrons (la «terre ») sur plusieurs mètres d'épaisseur, alors que notre île est formée par des roches volcaniques grises ou rouges

Comment une roche volcanique grise peut-elle devenir de la terre marron ?

 

Doc 1a : Talus d'une route dans des coulées en gratons saines

Doc 1b : Talus d'une route dans une vieille coulée de lave massive

 

Doc 2 :

Expérience  : Faire fondre du sucre dans un récipient en métal de façon à obtenir quelques millimètres de caramel liquide. Bien remuer avec une cuillère en bois pour éviter les grumeaux et faire partir les bulles. Vider et étaler le caramel fondu dans un grand récipient en métal (avec prudence !) ; placer ce récipient sur de l'eau. Ecoute les sons produits lors du refroidissement et regarde minutieusement la surface ; attention cela prend plus de 10 mn.

Remarque pour le prof : on peut préparer la veille du caramel épais (3 à 4 cm) et le laisser refroidir/cristalliser lentement, au moins 16 h !

 

Ci-contre : Surface de caramel solidifié

 

Questions :

1) Qu'observe-t-on en surface ? Sachant que la solidification d'un liquide se fait par diminution du volume de matière (sauf pour l'eau!), comment expliques-tu les figures observées dans le caramel solide ?

 

Doc 3 : Surface d'une coulée massive un peu érodée.

Comme le caramel, quand un basalte massif se solidifie, il se « rétracte » car le volume du solide est inférieur à celui du liquide correspondant. Des fentes « de retrait », plutôt verticales, perpendiculaires aux surfaces de refroidissement (air et sol) découpent la coulée massive sur toute son épaisseur. Celle-ci est aussi cassée par des fissures horizontales.

Ces cassures découpent le basalte en « cubes » irréguliers.

Sur le doc 3, on observe l'intersection des fentes verticales avec la surface d'une coulée de lave.

Voir aussi les photos de la fiche : Porosité, perméabilité en grand et en petit des basaltes

 

 

Questions :

2) Repère, dans les cœurs massifs des coulées présentes sur la photo 1a, des fentes plutôt verticales (pendant le creusement de la route, les roches sont tombées en suivant ces fractures), plutôt horizontales et des « cubes ».

3) Où circule l'eau souterraine dans les coulées massives ?

 

 

Doc 4 :

Analyses d'eaux et de basaltes

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pour les basaltes altérés : Matière organique contenue dans un basalte très altéré : 15 g / 100 g

Nom
ions
fer
sodium
magnésium
calcium
aluminium
silice
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
Pluies
Foc Foc
0
1,62
1,17
2,30
0
0,00
Pluie Baril 130m
0
5,93
0,37
0,56
0
0,00
Pluie Baril 1200
0
2,13
0,38
0,62
0
0,00
Moyenne des pluies
0
3,23
0,64
1,16
0
0,00
Sources
Casala (Riv. des Remparts)
0
5,73
2,81
3,85
0
54,44
Cap Blanc ( Riv. Langevin )
0
8,56
3,80
4,48
0
78,51
Gabriel ( Plaine des Grègues )
0
6,62
7,01
8,87
0
26,87
Analyses de roches
Laves non altérées
oxydes de fer
ox sodium
ox magnésium
ox calcium
ox aluminium
silice
g/100g
g/100g
g/100g
g/100g
g/100g
g/100g
Lave de 1981
11,36
2,75
7,10
11,70
14,70
48,40
Ste Rose 1977
13,62
1,80
24,20
7,20
9,00
42,50
Lave du sommet
12,03
2,75
7,50
11,10
14,70
47,80
 
Laves très altérées (moyenne)
oxydes de fer
oxydes (sodium + magnésium + calcium + …)
ox aluminium
silice
35
10
30
10

 

Questions :

4) Compare les analyses d'eau de pluie avec celles d'eau de source. L'eau de source est de l'eau de pluie qui s'est infiltrée et a circulé dans les roches avant de ressortir à l'air libre, qu'a-t-elle « gagné » pendant son voyage ?

5) Compare les analyses des basaltes sains et altérés. Qu'a perdu le basalte ?

6) Relie les deux dernières réponses en expliquant comment le basalte change avec le temps.

 

Doc 5
     - L'eau qui imprègne les roches réagit chimiquement avec celles-ci ; par exemple le fer du basalte donne un hydroxyde de fer comparable à la rouille.
     - L'altération commence là où sont en contact l'eau et la roche, c'est-à-dire au niveau des fissures. Les faces du "cube" Les faces du cube sont moins vite détruites que les arêtes ou les sommets. Le cube de roche solide s'arrondit (doc 6a) : c'est « l'altération en boules ».
     - Pour pourrir un basalte massif et le transformer en terre sur plusieurs mètres d'épaisseur, il faut environ 300 00 ans à La Réunion.
     - Le sol de notre île est très souvent constitué par ces roches décomposées, mélangées à des débris végétaux. De nombreux êtres vivants y habitent

Doc 6a : Boule de basalte peu altérée.

Doc 6b : Boule de basalte très altérée

 

Questions :

7) Restitue ces deux photos sur le document 2b. Parmi ces deux boules, laquelle est la plus proche de la surface ? Comment expliques-tu qu'elle est plus « pourrie » que l'autre ?

8) Pourquoi le basalte devient-il marron quand il s'altère ?

9) Pourquoi est-il alors facilement érodé par l'eau des cyclones ?

10) Compare le temps de formation d'un sol avec de temps de destruction de celui-ci par l'Homme ou les cyclones. Pourquoi faut-il les protéger ?

 

Fiche proposée par Ph. Mairine
Photo 5a : Nicole CRESTLEY
Autres photos et documents : Ph. Mairine
   

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