Les sédiments et les roches sédimentaires - version éditoriale

Bonjour à toutes et à tous et Bienvenue !

Ah, le sédiment !
Dans l'idéal, je devrais vous proposer un chapitre classique sur ce thème. Vous raconter de façon un peu abrupte, carrée (protocolaire même !) ce que c'est, comment on l'obtient et pourquoi on l'étudie.

Mais voyez-vous, j'ai fait mes premières armes en recherche avec un sédimentologue.
Alors forcément, ce chercheur étant lui-même passionné par cette matière de prime abord si peu attirante (humide et froide, parfois visqueuse et souvent friable, arborant les couleurs les plus surprenantes comme les plus banales selon certaines... conditions de dépôt... que je vous détaillerai un peu plus tard) mais qui se révèle une source quasi-inépuisable d'information, eh bien étant donné tout cela et bien plus encore, j'ai moi-même développé une certaine passion par les sédiments, et notamment pour les sédiments marins profonds (eh oui, deux caractéristiques essentielles quand on veut s'intéresser aux climats et aux environnements du passés : des sédiments marins et profonds... Je détaillerai cela plus tard également).

Et qui dit passion dit l'envie d'en discuter plus en profondeur ! Et de façon peut-être un peu moins... professorale. Alors, chers lecteurs, permettez-moi de vous introduire auprès d'une matière qui se retrouve partout sur notre planète :

Une première question à se poser, lorsque l'on cherche à comprendre le monde qui nous entoure, est de se demander ce qu'est et d'où provient ce que l'on regarde. Eh bien c'est ce que nous allons faire en ce qui concerne cette matière particulière. Vous êtes prêts ? Alors en avant !

Qu'est-ce qu'une roche sédimentaire ?

Avant toute chose, je vous propose de commencer de façon assez basique mais très efficace : regardons ensemble la définition que le dictionnaire de Géologie paru chez Dunod en 2011 nous propose pour les roches sédimentaires :

« Les roches sédimentaires résultent de l'accumulation d'éléments (fragments, minéraux, débris coquillers, etc.) et/ou de précipitation à partir de solution ; les principales catégories sont les roches détritiques et les roches biogènes et physico-chimiques. »

Bien ! À partir de là, on est un peu plus avancé, mais ça reste assez obscur comme définition. Du coup, je vous propose de reformuler cette phrase en images :

Dans la figure ci-dessus, on voit qu'une roche sédimentaire peut être faite de fragments de roches, de minéraux, de coquilles, ou encore de minéraux précipités chimiquements, ou d'un mélange d'un peu tout ça.

 La figure présentée ci-dessus permet de voir que les roches sédimentaires peuvent être de diverses natures. Quand il n'y a que des débris de roches, de tailles, formes, natures variées, on peut avoir par exemple les poudingues. Ce sont des cailloux, des galets arrondis, liés entre eux par une matrice souvent argileuse.

Et là je me souviens que, lorsque j'ai commencé la géologie, j'ai eu un peu de mal avec la notion de matrice sédimentaire. Peut-être est-ce intrinsèque à moi, mais pour celles et ceux qui éprouvent des difficultés similaires à bien intégrer le sens de ce terme, je vais développer un peu la question. D'autant plus qu'il existe un autre terme ayant un sens spécifique à la géologie, le ciment, qui est à bien différencier de la matrice.

La matrice sédimentaire est donc la partie fine reliant entre eux les éléments figurés de la roche...
Hum... Oui, les "éléments figurés", ça ne parle pas à tout le monde non plus...
Encore une fois, je pense qu'un dessin nous permettra de mieux comprendre ce dont on parle :

Dans la figure ci-dessus, on voit que les éléments figurés sont les grains et les restes de coquilles qui se déposent et s'accumulent sur le fond tandis que la matrice est la partie fine qui s'accumule autour, faite d'argile et de silt très fins. On dit que la matrice est "synsédimentaire" parce qu'elle est synchrone du dépôt. On dit aussi qu'elle est d'origine primaire.

Dans la figure ci-dessus, deux termes apparaissent : celui de compaction et celui de diagénèse.

La compaction est l'écrasement des sédiments sous l'effet de leur propre poids : les premiers grains se déposent, puis d'autres arrivent par dessus, ce qui écrase ceux du dessous, les compacte, et le processus perdure tant que d'autres sédiments s'ajoutent au-dessus, augmentant la masse. Plus les sédiments se compactent, moins il y a de porosité (c'est-à-dire d'espace entre les grains, qu'on appelle aussi des interstices), moins il y a d'eau : on parle de déshydration des sédiments.

La diagénèse regroupe les différents processus responsables de la transformation d'un sédiment (donc un mélange de restes d'animaux, de débris végétaux, de morceaux de roches cassés (les grains, aussi appelés des clastes) et d'argile) en roche.

Une chose curieuse à noter sur les roches sédimentaires est qu'elles recouvrent plus de 70% de la surface des terres émergées sur notre planète ! Pour autant, elles ne représentent pas plus de 5% du volume de la croûte terrestre. La croûte elle-même ne représente qu'une part infime du volume de la Terre : à peine 2% !

Les roches sédimentaires ont certaines caractéristiques qui les rendent utiles aux humains : elles sont utilisées pour la construction, mais font également de très bons réservoirs d'hydrocarbures (pétroles et ses dérivés) et pour les aquifères (réserves d'eau douce souterraines). Mais ce n'est pas ce qui nous intéresse sur cette page. Non. Ici, ce qui nous intéresse dans les sédiments et les roches sédimentaires, c'est leur capacité à conserver l'histoire de la Terre !

Car oui, les roches sédimentaires sont les archives de la Terre. C’est en elles que s’écrit l’histoire de notre planète. Chaque roche a un âge et une histoire, enregistre la vie fossile qui traduit l’évolution de la biodiversité sur Terre. La notion d’évolution se fait par ces roches. En plus, leur composition chimique témoigne de l’évolution dans le temps des paysages et des environnements, et permettent de reconstituer les climats du passé.

Mais pour raconter leur histoire, il faut comprendre de quoi elles sont faites, de quoi elles se composent. Il faut savoir faire parler les roches sédimentaires. Faire parler les particules sédimentaires en fonction de leur forme, collectivement ou individuellement, selon l’architecture des dépôts qui s’accumulent, selon les structures sédimentaires. Le temps sera intégré plus tard.

Un élément essentiel de notre belle planète est le fait que l’eau y soit présente sous ses trois formes : solide, liquide et gazeuse.
Cela peut nous sembler naturel, mais en fait, c'est quelque chose d'extrêmement rare dans l'Univers ! Et si cette caractéristique a permis l'apparition de la vie, elle permet également le transport des matériaux sédimentaires et de contrôler la dynamique de la sédimentation. L'eau, en transportant les sédiments, en érodants et en dissolvant les roches et minéraux, joue un rôle fondamentale dans l'écriture de l'histoire de la Terre par les sédiments et roches sédimentaires.