Éboulis -Scree

Éboulis au pied du mont Yamnuska , Alberta , Canada .

Un éboulis est un ensemble de fragments de roche brisés à la base d'une falaise ou d'une autre masse rocheuse escarpée qui s'est accumulée lors d' éboulements périodiques . Les reliefs associés à ces matériaux sont souvent appelés dépôts d'éboulis . Les dépôts d'éboulis ont généralement une forme concave vers le haut, où l'inclinaison maximale correspond à l' angle d'éboulement de la taille moyenne des particules de débris . La définition exacte des éboulis dans la littérature primaire est quelque peu relâchée et elle chevauche souvent à la fois le talus et le colluvion .

Le terme éboulis vient du terme vieux norrois pour glissement de terrain , skriða , tandis que le terme talus est un mot français signifiant une pente ou un remblai.

Dans les régions arctiques et subarctiques de haute altitude , les pentes d'éboulis et les dépôts d'éboulis sont généralement adjacents aux collines et aux vallées fluviales. Ces pentes abruptes proviennent généralement de processus périglaciaires du Pléistocène tardif . Les sites d'éboulis notables dans l'est de l'Amérique du Nord comprennent les grottes de glace de la zone de loisirs nationale de White Rocks dans le sud du Vermont et la montagne de glace dans l'est de la Virginie-Occidentale dans les Appalaches . Les éboulis sont les plus abondants dans les Pyrénées ,  les Alpes , la Varisque , les Apennins , l'Orocantabrie et les Carpates , la péninsule ibérique et l'Europe du Nord.

La description

Le terme éboulis s'applique à la fois à une pente de montagne abrupte instable composée de fragments de roche et d'autres débris, et au mélange de fragments de roche et de débris lui-même. Il est vaguement synonyme de talus , matériau qui s'accumule à la base d'une masse rocheuse en saillie, ou talus talus , un relief composé de talus. Le terme éboulis est parfois utilisé plus largement pour toute nappe de fragments de roche meubles recouvrant une pente, tandis que le talus est utilisé plus étroitement pour les matériaux qui s'accumulent à la base d'une falaise ou d'une autre pente rocheuse à partir de laquelle il s'est manifestement érodé.

Les éboulis sont formés par des chutes de pierres, ce qui les distingue des colluvions . Les colluvions sont des fragments de roche ou de sol qui sont déposés par le ruissellement , le ruissellement ou le fluage lent en descente , généralement à la base de pentes douces ou de coteaux. Cependant, les termes éboulis , talus et parfois colluvion ont tendance à être utilisés de manière interchangeable. Le terme dépôt d'éboulis est parfois utilisé pour distinguer le relief du matériau dont il est fait.

Les pentes d'éboulis sont souvent supposées être proches de l' angle de talus . Il s'agit de la pente à laquelle un tas de matériau granulaire devient mécaniquement instable. Cependant, un examen attentif des talus d'éboulis montre que seuls ceux qui accumulent rapidement de nouveaux matériaux ou qui subissent un enlèvement rapide de matériaux de leurs bases sont proches de l'angle de repos. La plupart des pentes d'éboulis sont moins raides et présentent souvent une forme concave, de sorte que le pied de la pente est moins raide que le sommet de la pente.

Formation

Cônes d'éboulis sur la rive nord d' Isfjord , Svalbard , Norvège .

La formation des dépôts d'éboulis et de talus est le résultat de l' altération physique et chimique agissant sur une paroi rocheuse et des processus érosifs transportant le matériau vers le bas.

Il existe cinq étapes principales d'évolution des éboulis : (1) accumulation, (2) consolidation, (3) altération, (4) envahissement de la végétation et enfin (5) dégradation des pentes.

Les pentes d'éboulis se forment à la suite de l'accumulation de matériaux lâches à gros grains . Au sein même de la pente d'éboulis, cependant, on observe généralement un bon tri des sédiments par taille : les particules plus grosses s'accumulent plus rapidement au bas de la pente. La cimentation se produit lorsque des matériaux à grains fins remplissent les espaces entre les débris. La vitesse de consolidation dépend de la composition de la pente ; les composants argileux lieront les débris ensemble plus rapidement que les composants sableux . Si les intempéries dépassent l'apport de sédiments, les plantes peuvent prendre racine. Les racines des plantes diminuent les forces de cohésion entre les composants grossiers et fins, dégradant la pente. Les processus prédominants de dégradation d'un versant rocheux dépendent largement du climat régional (voir ci-dessous), mais aussi des contraintes thermiques et topographiques qui régissent la roche mère. Exemples de domaines de processus :

Processus d'altération physique

Éboulis dans la partie basse de la vallée du Mai sur la montagne d'Aurouze (Hautes-Alpes, France).

La formation d'éboulis est généralement attribuée à la formation de glace dans les pentes rocheuses des montagnes. La présence de joints , de fractures et d'autres hétérogénéités dans la paroi rocheuse peut permettre aux précipitations , aux eaux souterraines et au ruissellement de surface de s'écouler à travers la roche. Si la température descend en dessous du point de congélation du fluide contenu dans la roche, lors de soirées particulièrement froides par exemple, cette eau peut geler. Étant donné que l'eau se dilate de 9 % lorsqu'elle gèle, elle peut générer des forces importantes qui créent de nouvelles fissures ou coincent des blocs dans une position instable. Des conditions aux limites spéciales (congélation rapide et confinement de l'eau) peuvent être nécessaires pour que cela se produise. On pense que la production d'éboulis de gel-dégel est la plus courante au printemps et à l'automne, lorsque les températures quotidiennes fluctuent autour du point de congélation de l'eau et que la fonte des neiges produit suffisamment d'eau libre.

L'efficacité des procédés de gel-dégel dans la production d'éboulis fait l'objet d'un débat permanent. De nombreux chercheurs pensent que la formation de glace dans les grands systèmes de fractures ouvertes ne peut pas générer des pressions suffisamment élevées pour forcer la fracturation des roches mères, et suggèrent plutôt que l'eau et la glace s'écoulent simplement des fractures à mesure que la pression augmente. Beaucoup soutiennent que le soulèvement par le gel , comme celui connu pour agir dans le sol des zones de pergélisol , peut jouer un rôle important dans la dégradation des falaises dans les endroits froids.

Finalement, une pente rocheuse peut être complètement recouverte par son propre éboulis, de sorte que la production de nouveau matériau cesse. La pente est alors dite « recouverte » de débris. Cependant, étant donné que ces dépôts ne sont toujours pas consolidés, il existe toujours une possibilité que les pentes du dépôt elles-mêmes échouent. Si le tas de dépôt de talus se déplace et que les particules dépassent l'angle de repos, l'éboulis lui-même peut glisser et échouer.

Processus d'altération chimique

Des phénomènes tels que les pluies acides peuvent également contribuer à la dégradation chimique des roches et produire des sédiments plus meubles.

Processus d'altération biotique

Les processus biotiques se croisent souvent avec les régimes d'altération physiques et chimiques, car les organismes qui interagissent avec les roches peuvent les altérer mécaniquement ou chimiquement.

Les lichens poussent fréquemment à la surface ou à l'intérieur des rochers. Particulièrement pendant le processus de colonisation initial, le lichen insère souvent ses hyphes dans de petites fractures ou des plans de clivage minéral qui existent dans la roche hôte. Au fur et à mesure que le lichen se développe, les hyphes se dilatent et forcent les fractures à s'élargir. Cela augmente le potentiel de fragmentation, entraînant éventuellement des chutes de pierres. Lors de la croissance du thalle du lichen , de petits fragments de la roche hôte peuvent s'intégrer à la structure biologique et fragiliser la roche.

L' action gel-dégel de l'ensemble du corps de lichen due aux changements microclimatiques de la teneur en humidité peut alternativement provoquer une contraction et une expansion thermiques, qui stressent également la roche hôte. Le lichen produit également un certain nombre d' acides organiques en tant que sous-produits métaboliques. Ceux-ci réagissent souvent avec la roche hôte, dissolvant les minéraux et décomposant le substrat en sédiments non consolidés.

Interactions avec le paysage environnant

Les éboulis s'accumulent souvent à la base des glaciers, les cachant de leur environnement. Par exemple, Lech dl Dragon , dans le groupe Sella des Dolomites , est dérivé de la fonte des eaux d'un glacier et est caché sous une épaisse couche d'éboulis. La couverture de débris sur un glacier affecte le bilan énergétique et, par conséquent, le processus de fonte. Le fait que la glace du glacier commence à fondre plus rapidement ou plus lentement est déterminé par l'épaisseur de la couche d'éboulis à sa surface.

La quantité d'énergie atteignant la surface de la glace sous les débris peut être estimée via l'hypothèse de matériau homogène unidimensionnel de la loi de Fourier :

,

k est la conductivité thermique du matériau de débris, T s est la température ambiante au-dessus de la surface des débris, T i est la température à la surface inférieure des débris et d est l'épaisseur de la couche de débris.

Glacier couvert d'éboulis , Lech dl Dragon , Italie

Les débris à faible conductivité thermique ou à résistivité thermique élevée ne transfèrent pas efficacement l'énergie vers le glacier, ce qui signifie que la quantité d'énergie thermique atteignant la surface de la glace est considérablement réduite. Cela peut agir pour isoler le glacier des radiations entrantes.

L' albédo , ou la capacité d'un matériau à réfléchir l'énergie de rayonnement entrante, est également une qualité importante à prendre en compte. Généralement, les débris auront un albédo inférieur à celui de la glace glaciaire qu'ils recouvrent et réfléchiront donc moins le rayonnement solaire entrant. Au lieu de cela, les débris absorberont l'énergie de rayonnement et la transféreront à travers la couche de couverture jusqu'à l'interface débris-glace.

Si la glace est recouverte d'une couche relativement mince de débris (moins d'environ 2 centimètres d'épaisseur), l'effet albédo est le plus important. Au fur et à mesure que les éboulis s'accumulent au sommet du glacier, l'albédo de la glace commencera à diminuer. Au lieu de cela, la glace du glacier absorbera le rayonnement solaire entrant et le transférera à la surface supérieure de la glace. Ensuite, la glace du glacier commence à absorber l'énergie et l'utilise dans le processus de fonte.

Cependant, une fois que la couverture de débris atteint 2 centimètres d'épaisseur ou plus, l'effet d'albédo commence à se dissiper. Au lieu de cela, la couverture de débris agira pour isoler le glacier, empêchant le rayonnement entrant de pénétrer dans les éboulis et d'atteindre la surface de la glace. Outre les débris rocheux, un épais manteau neigeux peut former une couverture isolante entre l'atmosphère froide de l'hiver et les espaces subnivéens des éboulis. En conséquence, le sol, le substratum rocheux et également les vides souterrains dans les éboulis ne gèlent pas à haute altitude.

Microclimats

Un éboulis a de nombreux petits vides interstitiels, tandis qu'une grotte de glace a quelques grands creux. En raison de l'infiltration d'air froid et de la circulation de l'air, le bas des pentes d'éboulis a un régime thermique similaire aux grottes de glace.

Parce que la glace souterraine est séparée de la surface par de fines couches de sédiments perméables , les éboulis subissent une infiltration d'air froid du bas de la pente où les sédiments sont les plus minces. Cet air de circulation glacial maintient les températures internes des éboulis de 6,8 à 9,0 °C plus froides que les températures externes des éboulis. Ces anomalies thermiques <0 °C se produisent jusqu'à 1000 m sous les sites avec des températures annuelles moyennes de l'air de 0 °C.

Un pergélisol inégal , qui se forme dans des conditions <0 °C, existe probablement au bas de certaines pentes d'éboulis malgré des températures annuelles moyennes de l'air de 6,8 à 7,5 °C.

Biodiversité

Au cours de la dernière période glaciaire , un étroit couloir libre de glace s'est formé dans la calotte glaciaire scandinave , introduisant des espèces de taïga sur le terrain. Ces plantes et animaux boréaux vivent encore dans la toundra alpine et subarctique moderne , ainsi que dans les forêts de conifères et les tourbières de haute altitude .

Les microclimats d' éboulis maintenus par la circulation d'air glacial créent des microhabitats qui soutiennent les plantes et les animaux de la taïga qui autrement ne pourraient pas survivre aux conditions régionales.

Une équipe de recherche de l' Académie des sciences de la République tchèque dirigée par le physicien Vlastimil Růžička, analysant 66 pentes d'éboulis, a publié un article dans le Journal of Natural History en 2012, rapportant que : « Ce microhabitat, ainsi que les espaces interstitiels entre les blocs d'éboulis ailleurs sur cette pente , soutient un important assemblage de bryophytes boréaux et arctiques , ptéridophytes , et arthropodes qui sont disjoints de leurs aires de répartition normales loin au nord.Cette pente d'éboulis gelés représente un exemple classique d'un paléorefuge qui contribue de manière significative à [la] protection et au maintien de biodiversité paysagère régionale ».

Ice Mountain , un éboulis massif en Virginie-Occidentale , supporte des distributions d'espèces végétales et animales nettement différentes de celles des latitudes nord.

Éboulis en cours d'exécution

La course d'éboulis est l'activité de courir sur une pente d'éboulis; ce qui peut être très rapide, car l'éboulis se déplace avec le coureur. Certaines pentes d'éboulis ne sont plus praticables car les pierres ont été déplacées vers le bas.

Voir également

Références