Le rôle de l`eau dans le dépôt des sédiments et dans la précipitation

Géologie
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Le rôle de l’eau dans le dépôt des sédiments
et dans la précipitation et la dissolution des
carbonates
Le rôle de l’eau dans la sédimentation
?
1. Expliquez l’origine des différences de teintes observées dans le lit de la rivière sur
la photo 1. Que vous permettent-elles de déduire sur la circulation de l’eau ?
2. Vous allez modéliser une sédimentation avec le matériel suivant : éprouvette, eau,
sédiments grossiers (mélange de sable, graviers et argile). Qu’observez-vous ?
Dessinez le résultat de votre modèle de sédimentation sur le schéma 1.
3. D
éduisez-en le rôle de l’eau dans la répartition des sédiments.
4. En vous appuyant sur le schéma 2, précisez toutes les étapes où l’eau intervient
dans la transformation du granite ?
Photo 1 – Transport et dépôt de
sédiments (Jokulsa /Islande
© Kathleen Jean Leroux)
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Schéma 1
Érosion
Altération
Précipations
Variations
thermiques
Transport
Dépôt
Sédimentation
Sable
Minéraux peu altérés
Argiles
Nouveaux minéraux
Granite
Schéma 2 – Désagrégation d’un granite en boule
5. Pourquoi le quartz est-il fréquemment dans les dépôts de fleuve ou de mer ? (sables
de plage)
6. C
omment obtient-on des argiles en fin de dépôt alors que ces minéraux n’existaient
pas dans la roche de départ ?
Le rôle de l’eau dans la précipitation des carbonates
La falaise calcaire est formée de carbonate de calcium CaCo3.
Vous allez chercher l’origine de la formation des carbonates.
?
1. Trouvez grâce aux équations 1 suivantes
l’origine des carbonates de calcium :
CO2 + H2O 2 HCO3- + Ca2+
hydrogénocarbonates solubles
HCO3- + H+
CaCO3 + CO2 + H2O
carbonates de
calcium insolubles
2. C
omment qualifie-t-on le processus de
formation des carbonates ?
3. L
’eau de chaux est un réactif contenant
en solution des ions calcium et des ions
OH-. Que cherchez-vous à mettre en
évidence quand vous l’utilisez ?
Photo 2 - Falaise calcaire Le Tilleul - 76
(© Kathleen Jean Leroux)
4. À quoi correspond le précipité blanchâtre formé ?
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5. On vous propose les deux expériences suivantes (schémas 3 A et 3 B) : qu’en
déduisez-vous ?
Expérience A
poudre de craie
(calcaire)
eau du
robinet
T=0
T=10 minutes
Schéma 3 A
Expérience B
poudre de craie
(calcaire)
eau
gazeuse
riche en
CO2
T=0
T=10 minutes
Schéma 3 B
L’équation 2 de dissolution des carbonates est la suivante :
CO2 + H2O + CaCO3
2 HCO3- + Ca2+
6. Expliquez l’origine de l’érosion des massifs calcaires.
?
7. S
i on continue à apporter du CO2 à de l’eau de chaux trouble, elle redevient limpide.
Comment expliquez-vous cette disparition du trouble ? À quelle équation correspondelle ?
Lien avec les autres disciplines
Physique : lecture et comparaison des étiquettes pour les eaux de
source et les eaux minérales.
Géographie : recherche documentaire sur les sources pétrifiantes.
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Corrigé
• Le rôle de l’eau dans la sédimentation
1. Les différences de teintes sont dues à la présence des particules portées par l’eau : plus l’eau est
grise, plus la présence de particules est élevée et plus elle est bleue, moins il y a de particules en
suspension. On peut donc repérer les zones de dépôt et les zones de transport.
2. Schéma 1 corrigé
3. L’eau permet le classement des éléments
en suspension sous l’effet de la pesanteur :
les plus grossiers se déposent en premier
au fond de l’éprouvette, puis les éléments
de plus en plus fins. On parle de granoclassement (granulométrie).
4. D’après ce schéma, l’eau intervient à chaque
étape : dans l’altération chimique de la roche
(dissolution et hydrolyse), dans l’érosion (les
particules et les éléments en solution sont
entraînés), dans le transport puis dans le
dépôt des éléments.
débris végétaux
argile
5. L
e quartz est retrouvé en dépôt de sables
de plage car c’est un minéral peu altéré et
résistant.
sable
gravier
6. L
es argiles sont des minéraux néoformés à
l’issue du processus d’altération chimique.
Schéma 1 corrigé
• Le rôle de l’eau dans la précipitation des carbonates
1. L
es carbonates de calcium viennent de la solubilisation du CO2 dans une eau riche en ions Ca2+. Il se
forme dans un premier temps des ions hydrogénocarbonates solubles qui réagissent avec les ions
Ca2+ pour former du carbonate de calcium insoluble.
2. Il s’agit d’une précipitation.
3. L’eau de chaux est utilisée pour mettre en évidence la présence de CO2.
4. Le précipité blanchâtre formé est du carbonate de calcium insoluble qui se dépose au fond de l’erlen.
5. L’expérience 3A permet de vérifier que le calcaire est insoluble dans l’eau du robinet, mais
l’expérience 3B permet de montrer sa solubilité dans une eau riche en CO2 .
6. L
es massifs calcaires sont attaqués par les précipitations riches en CO2 atmosphérique qui dissocient
les carbonates de calcium. Les eaux entraînent les éléments mis en solution : les ions HCO3- et Ca2+.
7. S
i on apporte du CO2, on solubilise les carbonates de calcium formés dans un premier temps ; en
conséquence la solution redevient limpide. Cette situation correspond à l’équation 2.
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