Glace jouant avec des pierres

2003/05/01 Nuñez-Betelu, Koldo | Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Geologia

Les scientifiques savaient depuis longtemps que ces formations n'étaient pas une compensation du travail des lutins ou des extraterrestres; l'explication, bien sûr, est beaucoup plus terrestre et ont beaucoup à voir avec le climat et le type de sol. On a essayé de trouver une explication pour chacune des formations et maintenant quelques scientifiques ont présenté un modèle complet qui regroupe tous les agents. L'étude a été réalisée par les géologues américains Mark Kessler et Brad Werner et les résultats ont été publiés dans la revue Science.

Ces géologues se sont concentrés sur les formations rocheuses qui apparaissent en Alaska, certaines îles norvégiennes et les zones alpines. Ils considèrent qu'à l'origine de toutes les formations, deux forces principales commandent, selon la plus forte des deux, les pierres seront organisées d'une manière ou d'une autre. En outre, il existe d'autres agents à prendre en compte, il suffit que l'un d'eux produise un petit changement pour passer d'une configuration à l'autre.

Avec toutes ces variables, un modèle numérique a été élaboré dans lequel les résultats obtenus par ordinateur correspondent aux formations apparaissant dans la nature. Par conséquent, les chercheurs ont mathématiquement expliqué les lignes de formation de roches. Il semble que le modèle a expliqué ce qui était connu précédemment, à savoir que le principal mécanisme est constitué par les cycliques des processus de congélation et de décongélation, ce qui provoque des mouvements dans le sol capables de déplacer les pierres.

Roue de sorcières créée par la glace

Ces curieuses formations de pierre proviennent de la division et de l'agencement du sol et des pierres à grains fins sur des sols entre un décimètre et un mètre de profondeur. En principe, dans ces sols, les pierres et les grains sont mélangés, avec de l'eau intermédiaire. Lorsque des cristaux de glace sont formés, l'eau liquide flotte et étend la couche supérieure. En outre, l'augmentation du volume du gel de l'eau contribue également à cette expansion. Par conséquent, il déstabilise l'interface entre les pierres et le sol.

En outre, dans le sol, les grandes pierres sont situées dans la partie supérieure, tandis que les granules plus petits dans les couches inférieures, parce que les grains fins vont de la place des pierres vers le bas. Cependant, les processus de congélation et de décongélation qui se produisent entre ces couches modifient cette structure. En fait, en gelant le sol, l'isotherme descend de haut en bas et les pierres supérieures sont gelées plus vite que le sol à grain fin, car les pierres sont sèches. En même temps, le sol perd de l'eau, sèche et compacte. Dans les zones raides, ce processus oblige à déplacer des pierres et des grains fins.

En fondant la glace, le sol compacté réabsorbe l'eau et se développe. Mais comme il se développe verticalement, il n'égale pas le déplacement latéral avant arrivé. En conséquence, les pierres se déplacent vers le haut et vers la zone de forte concentration de roches, tandis que le sol se déplace vers le bas et vers une forte concentration de sol. Ce processus a été appelé comme classification latérale, donc après les cycles successifs de congélation et de fusion, les pierres et le sol sont séparés.

Le deuxième mécanisme principal est l'alignement des pierres. Les mouvements qui se produisent pendant le gel et le dégel provoquent l'élévation des zones rocheuses, tandis que le sol est plus profond.

En outre, les roches sont limitées latéralement. Par le différentiel de montée, les pierres se déplacent des zones de plus grande épaisseur aux petites, les allongant sur un axe. À la fin, ils sont alignés.

Selon lequel de ces deux mécanismes est le plus puissant, différents types de formations sont générés. Cependant, il faut tenir compte d'autres agents. Les plus importantes sont la pente et la concentration de roches dans le sol, il suffit d'une petite modification dans l'un de ses agents pour passer d'une disposition à l'autre.

D'une constitution à l'autre

Dans le modèle réalisé par ordinateur, tous les agents ont été quantifiés et peuvent voir ce qui change la valeur des variables. Cela permet de visualiser l'influence de chaque variable dans la création de cercles, labyrinthes, îles, lignes ou polygones, ainsi que les changements nécessaires pour passer d'une formation à une autre.

Par exemple, si on dispose d'une formation de cercles, il suffit de donner une valeur zéro à la force agissant latéralement et de réduire la concentration de pierres (à 1.000 pierres/m 2, par exemple) pour expliquer un labyrinthe. Si la concentration de roches est encore plus faible, on obtient 700 pierres/m 2 ou îles de pierre. Par contre, si la concentration de pierres est de 100 pierres/m 2, à mesure que la pente augmente, les îles de pierre passent aux lignes descendant en pente.

D'autre part, si la force qui agit latéralement ou qui oblige à aligner les pierres est grande, les pierres passent d'être disposées en forme d'île à former des polygones.

Ce transit peut également apparaître physiquement. D'une part, le sol doit être moins compact et de l'autre, les pierres doivent être grandes. Comme les grandes pierres sont ouvertes d'air froid, les rochers qui les forment se gelent rapidement. N'étant pas un sol trop compact, le mécanisme de classification latérale est relativement faible, ce qui entraîne une instabilité dans la profondeur des zones rocheuses. Le gel rapide, cependant, augmente le mouvement latéral, serre les zones rocheuses et oblige à les étirer. Ainsi, au lieu d'apparaître les îles, des polygones sont créés.

Polygones, formations plus complexes

La dynamique la plus complexe est celle qui génère des polygones. Ils sont précisément dus à l'interaction des deux mécanismes principaux. Grâce au modèle d'ordinateur, ils ont montré pourquoi et comment s'explique l'une des caractéristiques de ces réseaux qui se forment en unissant des polygones. En fait, dans les zones de rencontre des polygones apparaissent des points de coupe de trois côtés et un même angle, à la fois sur l'ordinateur et dans la nature.

Selon les géologues, quand les pierres sont ordonnées formant l'angle de coupe plus petit, dans la partie du sol délimitée par ces pierres est plus faible le mouvement qui les pousse à serrer. Par conséquent, les pierres ont tendance à organiser le plus petit angle de coupe comme il est généré. Les coupes à quatre ou cinq côtés sont instables et forment celles à trois côtés. Une tendance similaire est observée dans les bulles de savon et mousses de fluides magnétiques.

En bref, les géologues ont constaté que les phénomènes qui se produisent dans la nature coïncident avec ceux qui apparaissent sur l'ordinateur. Par conséquent, du point de vue des formations de pierre, on considère qu'on peut deviner des indices sur l'importance qu'a eu chaque agent dans sa formation, ainsi que sur les caractéristiques du sol. Ainsi, en plus de servir à donner une explication complète, ce modèle peut servir à connaître les propriétés du sol.

Influence géologique du froid dans nos latitudes Ce qui est présenté dans l'article est une explication d'un travail de recherche effectué aux latitudes élevées, mais ces résultats peuvent également être étendus à d'autres latitudes si les conditions sont appropriées. En fait, le climat froid, le sol humide qui gèle et décongele cycliquement, et les galets sont les seuls éléments nécessaires pour générer les formations géométriques citées. Ainsi, dans certaines zones isolées des Pyrénées, de la Sierra Nevada et des montagnes de la péninsule ibérique, on peut voir aussi certaines de ces formations. Cependant, ils ne sont pas particulièrement spectaculaires, car la glace, tant dans les Pyrénées que dans le reste des monts d'Euskal Herria, a sa plus grande influence sur l'érosion des zones rocheuses. En conséquence, dans les zones d'accumulation de neige et de glace se sont formées les moraines, tandis que dans le reste des zones se concentrent les grands gravier qui s'accumulent au pied des falaises. Les polygones, anneaux et autres dans les régions à haute altitude, comme celles de Gavarnie et du Mont Perdu, peuvent être vus à Aneto et dans les Pyrénées, généralement peu développés. Une autre chose est la question des glaciations quaternaires, car ce sont alors les formations géomorphologiques qui sont observées dans nos montagnes. Les plus spectaculaires sont les paléomorphes, car la plupart des autres ont été cachés par des sols postérieurement accumulés ou, dans la plupart des cas, ont été érodés il y a longtemps. Vous pouvez encore voir les paléomorphènes dans les Pyrénées, la zone d'Aralar, Anboto, etc. Nos latitudes sont des témoins silencieux des latitudes élevées actuelles.

Sans pierres

Là où il n'y a pas de pierres sont également formés polygones et d'autres formations géologiques. Par exemple, sur les sols en argile sont créés de bons polygones, plus grands que ceux en pierres. Cependant, il y a une différence: le centre n'est pas toujours levé, mais à l'intérieur, donc l'eau peut apparaître.

Dans tous ceux-ci, à une profondeur de 30 à 50 cm de la surface, se trouve le permafrost, sol glacé.

Polygones de toundra sur l'île d'Ellesmere, dans l'archipel arctique canadien. Bien qu'à peine vu, il y a des bœufs avec des moules. Les polygones ont un diamètre de 4-6 mètres. (Photo: C. Nuñez Betelu).Ils sont similaires aux précédents, mais dans le polygone il y a de petits polygones peu développés. (Photo: C. Nuñez Betelu).Ces formations se trouvent à May Pont, sur l'île d'Axel Heiberg, dans l'archipel arctique canadien. Les polygones ont leurs limites baissées, de sorte que le polygone apparaît plus haut. (Photo: C. Nuñez Betelu).En pente, des boules de 30 à 50 cm de diamètre se forment sur le sol argileux, car le sol glisse au-dessus du permafrost. Ces boules sont de l'île d'Ellesmere. (Photo: C. Nuñez Betelu).