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Licence Sciences de la Terre, de l’eau et de l’environnement - 2ème année

U E 4.3.1 Cours de Géosciences de Surface
marc.desmet@univ-tours.fr

11 janvier

10 - 12 h

14 janvier

10 - 12 h

18 Janvier

10 - 12 h

25 janvier

10 - 12 h

1 février

10 - 12 h

8 février

10 - 12 h

11 février

à reporter

TD assurés par Stéphane Rodrigues et Nicolas Buillit
1 - Formations fluviatiles
2 - Formations glaciaires
3 - Formations lacustres
4- Formations éoliennes
5 - Sols

M. Desmet, Université F. Rabelais

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

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qui le souhaitent
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M. Desmet, Université F. Rabelais

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

UN PEU DE LECTURE....
Campy, M., Macaire, J.J., 2003. Géologie de la Surface. Dunod ed.
Allen, P. A., 1997. Earth Surface Processes. Blackwell Science
Nahon, D., et al., 2008. Géosciences de l’environnement. Vuibert ed.
Dewolf, Y., Bourrié, G., 2007. Les formations superficielles. Ellipses
Chamley, H., 2002. Environnements géologiques et activités humaines. Vuibert ed.
Francou, B., Vincent, C., 2006. Les glaciers a l’épreuve du climat. Belin ed.
Schneider, J.L., 2010. Les traumatismes de la Terre. Vuibert ed.
Coutterand, S., Jouty, S., 2009. Glaciers, mémoire de la planète. Hoebeke ed.

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Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

EARTH SURFACE PROCESSES - ALLEN, 1997
Approche holistique* des processus endogènes et exogènes
GÉOLOGIE DE LA SURFACE - CAMPY & MACAIRE, 2003
Ensemble des processus dynamiques conduisant la mise en
place des formations superficielles (produits de l’érosion récente
des continents non exportés jusqu’aux océans)
LES FORMATIONS SUPERFICIELLES - DEWOLF & BOURRIÉ, 2008
Géologie des formations continentales ou littorales élaborées,
initialement, à l’interface litho-hydro-bio-atmosphère

* désigne la manière de considérer globalement une totalité au lieu de la considérer comme un assemblage de parties

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Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

UNE DÉFINITION QUI IMPLIQUE DE BIEN CONNAÎTRE….
La nature de la lithosphère continentale :
composition et formes du relief à différentes échelles
Les enveloppes fluides : atmosphère et hydrosphère
(cf. cours climats 3A)

Le système climatique, la mobilisation et les agents de transport
Les environnements de dépôt et la géologie des formations superficielles
La durée des phénomènes, les flux de matière, les temps de résidence…
L’impact de l’Homme sur les surfaces continentales

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Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

A TITRE D’EXEMPLE…
La nature de la lithosphère continentale :
composition et formes du relief à différentes échelles

M. Desmet

Massifs cristallins externes

M. Desmet, Université F. Rabelais

Nappes calcaires de l’Embrunais

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

A TITRE D’EXEMPLE…
La nature de la lithosphère continentale :
composition et formes du relief à différentes échelles

Dumont, 2005

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Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

A TITRE D’EXEMPLE…
La nature de la lithosphère continentale :
composition et formes du relief à différentes échelles

Dumont, 2000

M. Desmet, Université F. Rabelais

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

A TITRE D’EXEMPLE…
Les enveloppes fluides : atmosphère et hydrosphère

M. Desmet, Université F. Rabelais

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

A TITRE D’EXEMPLE…
Le système climatique, la mobilisation et les agents de transport

La pierre branlante, Haute-Vienne (P. Thomas)
M. Desmet, Université F. Rabelais

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

A TITRE D’EXEMPLE…
Les environnements de dépôt

Le pré de Mme Carle (M. Desmet)

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Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

A TITRE D’EXEMPLE…
La durée des phénomènes, les flux de matière,
les temps de résidence…

Quelque part au front de alpes il y à 26 00 ans

Venise sous les eaux…
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Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

A TITRE D’EXEMPLE…
L’impact de l’Homme sur les surfaces continentales

La révolution néolithique…
Contaminants métalliques & organiques
dans les sédiments du Rhône (Roux et al., non publié)

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Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

DANS LE DÉTAIL : LE PLAN DU COURS ….

1 - PROLOGUE : LE QUATERNAIRE
1.1 - Cadre chronologique
1.2 - Cadre climatique
2 - SURFACES CONTINENTALES
2.1 - Cadre général
2.2 - Mobilisation
2.3 - Transferts
3 - TYPOLOGIE DES FORMATIONS SUPERFICIELLES
3.1 - dynamique et formations glaciaires
3.2 - contexte lacustre et fluviatile
3.3 - formations éoliennes
4 - ÉPILOGUE : L’ANTHROPOCÈNE

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Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

1 - PROLOGUE : LE QUATERNAIRE
1.1 - Cadre chronologique
1.2 - Cadre climatique

M. Desmet, Université F. Rabelais

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

QUATERNAIRE
Dépôts marins plus récents que le Tertiaire
du Bassin de Paris (Desnoyer, 1929)
PLEISTOCENE
Période pendant laquelle s’inscrivent
les principales glaciations (Lyell, 1839)

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

SÉMIOLOGIE
DE LA CARTE GÉOLOGIQUE
Lyon 1/320 000

Edition 1874
Coll. ENS Lyon

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

LA STRATIGRAPHIE CONTINENTALE DU DÉBUT DU 20ÈME SIÈCLE
Fondée sur les âges de terrasses alluviales d’affluents du Danube
Eberl, 1930 in Jerz, 1995

Biber……. > 2 Ma
Donau…… 2 Ma
Gunz……1.2 Ma à 750 ka



Mindel…… 650 à 350 ka
Riss…… 300 à 140 ka
Wurm …… 60 à 20 ka

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

PARENTHÈSE « MORPHOLOGIE ALLUVIALE »

PHASE D’ENTAILLE LINÉAIRE
Pas de transport sédimentaire
Compétence nécessaire à l’érosion
Encaissement dans la nappe alluviale
PHASE D’ACCUMULATION
Apport important de sédiments
Transit faible et accumulation dans la plaine alluviale

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

LES TERRASSES DU DANUBE EN HONGRIE
ONT FOSSILISÉ CETTE HISTOIRE

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

MAL DATÉES DANS LES ANNÉES 1970…

Mindel

Gunz

Riss
Wurm

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

LES NOUVELLES DATATIONS PAR ISOTOPES COSMOGÉNIQUES
(Rutzinger et al., 2007)

190 ka

250 ka

130 ka
> 15 ka

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

NOUVEAU CADRE CHRONOLOGIQUE DU QUATERNAIRE
STRATIGRAPHIE ISOTOPIQUE MARINE
In martinez, 2007

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

CADRE CHRONOCLIMATIQUE DU PLIO-QUATERNAIRE
(Ehlers & Gibbard, 2007)

M. Desmet, Université F. Rabelais

1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

CADRE CHRONOCLIMATIQUE ENTRE 3 et 1.5 MA
Commission internationale de stratigraphy, 2010

86
88

96

90

92
94

L27
S27
S28
L29
S29

9
8
7
6

S30
S31

64

66

70
72
74

76

P. Robustus

P. boisei

C

68

78
80
82
84

98
100

L33

104

tion
ifica
Arid

on
a ti
ific
Arid

M5

B

96

g
ftin

122

D

A

S32

M10

M7

100

L32

LO Zd

M11

M6

66

Paranthropus aethiopicus

L26
S26

11
10

M8

33

S25

e ra

114
116
118
120

0

H. Erectus

19
18
17
16
15
14
13
12

M9

1.0

S23

d ic
as e

112

0.5

H. habilis

0

20

wering
e v e l lo

0.04

0.05

0.02

0.03

0.01

0

-0.5

L24
S24
L25

e
Incr

110

Gauss

0

IRD

21

Ba s e l

104
106
108

e,
as e
rea s
e inc p decre
m
olum
Ice v ocean te
deep

Piacenzian

100

S21
S22

4
3
2
1

102

Obliquity minimum

200

5

98
100

3.0

300

A. africanus

80
84

Low seasonality

300

Hominid evolution

Australopithecus afarensis

Matuyama

Gelasian

74
76

82

2.59

200

Pollen
abundance (%)
ODP Site 658
Offshore
West Africa

Homo rudolfensis

70

72

Reunion

100

Median
grainsize
(normalised)
Chinese loess
sequence

Jingchuan Loess Section

Quaternary

66

68

78

0

22

64

Olduvai

3.0

Magnetic
susceptibility
(cgs)/ Ice-rafting
ODP Site 882
North Pacific

25
24
23

60
62

Pliocene

2.5

3.5

50

Rangitikei Group (shallow-marine cycles)

52
54
56
58

1.81

2.0

4.0

Mangaweka Mudstone (non cyclothemic)

26

25

24

0.06
22

0.03

0

-0.03

-0.06

Pleistocene

Early (Calabrian)

1.5

Obliquity(o)

Precession

23

Polarity
Chron

Timescale
(Ma)

Foram-derived
paleobathymery(m)
Wanganui Basin,
N Z, shallowmarine cyclothems

Tertiary Red Clay

o

Cycle
No

18
d O ( /oo)
ODP Site 1123
Southwest
Pacific

Eccentricity

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

HOLOCENE
Temps postglaciaires (Gervais, 1967)
ANTHROPOCENE
Début du 18ème (Crutzen, 2000)
ou révolution néolithique (Ruddiman, 2003)
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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

LE DECOUPAGE DU TEMPS SELON LES ....
... Géologues

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

LE DECOUPAGE DU TEMPS SELON LES ....
... Palynologues

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

LE DECOUPAGE DU TEMPS SELON LES ....
... Archéologues/Préhistoriens

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

LE CADRE CHRONOLOGIQUE

Gauthier, 2007

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1.1 - Cadre chronologique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

1 - PROLOGUE : LE QUATERNAIRE
1.1 - Cadre chronologique
1.2 - Cadre climatique

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Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

UNE BRÉVE HISTOIRE DU CLIMAT

Isolement du continent Antarctique

Position paléogéographique du Gondwana
Enfouissement massif de carbone
Fracturation de la Rodinia
Développement des bactéries méthanotrophes

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1.2 - Cadre climatique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

STRUCTURE ET DURÉE DU REFROIDISSEMENT NÉOGÈNE

Zachos et al., 2004

M. Desmet, Université F. Rabelais

1.2 - Cadre climatique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

EPICA - NOUVELLE RÉFÉRENCE CLIMATIQUE DU IVAIRE RÉCENT

(Stocker et al., 2005)

M. Desmet, Université F. Rabelais

1.2 - Cadre climatique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

DES SURPRISES CLIMATIQUES CHAUDES
QUI PONCTUENT LA DERNIÈRE PÉRIODE GLACIAIRE

Grousset et al., 2000

M. Desmet, Université F. Rabelais

1.2 - Cadre climatique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

LES MÉCANISMES DU RÉCHAUFFEMENT
CLIMATIQUE ACTUEL SONT PARFAITEMENT IDENTIFIÉS

Temperature Anomaly (°C)

.8

Global Temperature

(meteorological stations)

.6
.4
.2
0.
!.2

Annual Mean
5!year Running Mean

!.4
!.6
1880

NOAA.ORG

1900

1920

1940

1960

1980

2000

Ce n’est ni un dérèglement, ni une surprise climatique
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1.2 - Cadre climatique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

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1.2 - Cadre climatique

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

2 - SURFACES CONTINENTALES
2.1 - Cadre général
2.2 - Mobilisation
2.3 - Transferts

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http://www.lastchaos.fr/

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

ON CONNAÎT PRESQUE TOUT DES SURFACES CONTINENTALES
une carte géologique du début du 19éme siècle

adapté de E. De Beaumont, 1841

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2.1 Cadre général : Physiographie, lithologie et climatologie

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

ON CONNAÎT PRESQUE TOUT DES SURFACES CONTINENTALES
Une carte du réseau hydrographique et de la densité de population - 20éme.

M. Desmet, Université F. Rabelais

2.1 Cadre général : Physiographie, lithologie et climatologie

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

ON CONNAÎT PRESQUE TOUT DES SURFACES CONTINENTALES
une carte pédologique du 21éme siècle

M. Desmet, Université F. Rabelais

2.1 Cadre général : Physiographie, lithologie et climatologie

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

ON CONNAÎT PRESQUE TOUT DES SURFACES CONTINENTALES
une carte des formations superficielles….

?¿
Basse de Menorval & Theobald, 1974

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2.1 Cadre général : Physiographie, lithologie et climatologie

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

PHYSIOGRAPHIE DE LA PLANÈTE TERRE

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2.1 Cadre général : Physiographie, lithologie et climatologie

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

DISTRIBUTION DES ALTITUDES
22 % de la planète entre 0 et 1000 m d’altitude
26 % de la planète entre –4000 et –5000 m d’altitude
Altitude moyenne des continents : 870 m
Profondeur moyenne des océans : 3730 m

DISTRIBUTION DES PENTES
- Ne suit pas celle des altitudes moyennes HEMISPHÈRE NORD
Orogènes récents = forts reliefs - fortes pentes
HÉMISPHÈRE SUD
Relief pénéplanés plus importants

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2.1 Cadre général : Physiographie, lithologie et climatologie

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

DISTRIBUTION DU RELIEF CONTINENTAL
A - altitude et pente moyennes selon la latitude
B - altitude moyenne selon la surface des continents
(Probst, 1990)

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2.1 Cadre général : Physiographie, lithologie et climatologie

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

COMMISSION DE LA CARTE GÉOLOGIQUE DU MONDE

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2.1 Cadre général : Physiographie, lithologie et climatologie

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

DISTRIBUTION DE LA LITHOLOGIE À LA SURFACE DES CONTINENTS
(Blatt & Jones, 1975 ; Meybeck, 1987)

M. Desmet, Université F. Rabelais

2.1 Cadre général : Physiographie, lithologie et climatologie

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

GRANDES UNITÉS GÉOLOGIQUES ET GÉOMORPHOLOGIQUES
DES TERRES EMERGÉES
(Souquet, 1986)

M. Desmet, Université F. Rabelais

2.1 Cadre général : Physiographie, lithologie et climatologie

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

L’AGE DES SURFACES CONTINENTALES
(ref, je retrouve pas)

M. Desmet, Université F. Rabelais

2.1 Cadre général : Physiographie, lithologie et climatologie

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface

DE QUAND DATENT LES PROCESSUS DE SURFACE ?
… des surfaces continentales stables depuis 2.5 GA
(Martin, 2003)

M. Desmet, Université F. Rabelais

2.1 Cadre général : Physiographie, lithologie et climatologie

Cours de Licence 2A, Géosciences de surface