L’activité pluviale et fluviale: destruction

Destruction : Abrasion, altération physique et altération chimique

Au fur et à mesure, l’écoulement liquide décompose et désagrège le socle rocheux en place (aussi appelé substrat), par altération physique, mécanique mais aussi chimique, et participe ainsi à la production d’une masse sédimentaire ensuite transportée à l’état de grains ou de manière dissoute vers de plus basses altitudes

Altération physique: Plusieurs processus physiques provoquent la fragmentation mécanique du matériel rocheux sans en affecter la composition. En particulier, sur Terre, l’eau, en s’infiltrant, dans les fissures des roches les fragilise et contribue à leur désagrégation par cryoclastie (processus de fragmentation lié au cycle de gel/dégel) ou haloclastie (processus de fragmentation lié à la formation de cristaux de sels suite à l’évaporation de l’eau sur Terre). Ces processus étant liés à des changements de phase de l’agent liquide, ils ne sont sans doute pas très efficaces sur Titan où les variations de température à la surface sont très limitées (<2° pendant la journée, <4° d’une saison à l’autre).

Abrasion mécanique: Les débris solides transportés dans les écoulements sont aussi de puissants agents d’érosion; ils entaillent le substrat rocheux pour creuser des vallées et saper des berges. Un liquide étant plus dense qu’un gaz, l’activité fluviale est un agent d’érosion nettement plus efficace que l’activité éolienne : elle exerce une pression plus forte sur les sols, est capable de transporter des débris plus gros et est davantage aidée dans ses attaques mécaniques par la gravité. Pendant leur transport prolongé, les débris voient généralement leur taille se réduire et leur forme s’arrondir ; 10 km suffisent à façonner un galet de calcaire sur Terre - 300 km pour un galet siliceux. L’ampleur de ce travail d’érosion dépend de la vitesse et de la viscosité du fluide en mouvement ainsi que de la nature (notamment de la dureté) des sédiments et du socle rocheux. Est-ce l’érosion fluviale qui a façonné les pierres arrondies de 2 à 20 cm de diamètre photographiées par la sonde Huygens à la surface de Titan (voir la figure ci-contre)? Et si oui, combien de kilomètres on été nécessaires pour leur donner leur forme ? Des travaux préliminaires sur l’érodabilité de la glace d’eau à -180°C (la matière probable de la croûte de Titan) suggère que l’érosion par les rivières d’hydrocarbure sur Titan est aussi efficace que l’érosion fluviale sur Terre.

Altération chimique:Les activités pluviale et fluviale peuvent aussi modifier la nature chimique du socle rocheux, notamment par :

• Dissolution (dissociation d’une substance solide dans l’agent liquide): Sur Terre, la dissolution donne naissance des paysages dits « karstiques » (paysages façonnés par l’action de l’eau qui s’infiltre dans le sous-sol, dissout la roche, puis redépose la matière dissoute en créant des formations caractéristiques). Les zones karstiques présentent pour la plupart un paysage tourmenté, un réseau hydrographique essentiellement souterrain et un sous-sol creusé de nombreuses cavités. Le processus de dissolution est sans doute aussi à l’œuvre sur Titan comme le suggère la présence de ce qui ressemblent à des évaporites autour des lacs ainsi que la morphologie de certains de ces lacs (voir la figure ci-contre). La glace d’eau pure étant très peu soluble dans le méthane liquide, il est plus probable que ces paysages aient été creusés dans une couche sédimentaire constituée des produits de la photochimie atmosphérique accumulés pendant des millions d’années.
• Oxydation (perte d’un électron par un atome ou une molécule): L’oxydation affecte particulièrement les minéraux riches en fer (pyroxène, olivine, amphiboles…) qui prennent alors une teinte brun-rouge caractéristique. Pour autant, le processus d’oxydation peut se passer d’eau liquide : c’est l’oxydation des silicates ferreux de la surface après photolyse de la vapeur d’eau de l’atmosphère qui est responsable de la couleur rouge/rouille de la surface de Mars.
• Hydratation (fixation d’une molécule d’eau dans la structure des éléments de la roche): L’hydratation affecte les minéraux capables de fixer une molécule d’eau dans leur structure. Néanmoins, seule une présence durable de l’eau liquide peut entrainer une altération poussée des silicates. C’est la découverte d’argiles hydratées dans les terrains noachiens (très cratérisés donc vieux) de Mars et le constat de leur absence dans les terrains plus jeunes qui a prouvé que la présence de l’eau liquide ne pouvait être qu’épisodique sur Mars depuis 3.7 milliard d’années.