Le terme «processus géologiques" décrit les forces naturelles qui façonnent la constitution physique d'une planète. La tectonique des plaques, l'érosion, l'altération chimique et la sédimentation sont tous des exemples de forces qui influent considérablement sur la surface et le compte de la terre de ses principales caractéristiques. Ces processus sont étudiés de près par les géologues et les scientifiques de la terre pour améliorer leur compréhension de l'histoire de la planète; pour aider à localiser des ressources utiles, tels que les minerais métalliques; et pour aider à la prédiction d'événements potentiellement désastreuses, telles que les tremblements de terre, tsunamis et éruptions volcaniques.
Tectonique des plaques
Lorsque l'on regarde la Terre depuis l'espace, il donne une impression de totale sérénité inébranlable. L'histoire de la planète, cependant, est dominée par la division et union de masses pour former de nouveaux continents qui changent leurs positions sur une base continue. Ces processus géologiques sont entraînés par la tectonique des plaques et se produisent sur des échelles de temps qui sont trop longs pour l'homme d'apprécier directement. La croûte terrestre se compose de «plaques» solides de roche qui flottent sur plus dense, mais semi-liquide, matériel ci-dessous. Les courants de convection dans ce matériau, connu sous le manteau, l'origine de ces plaques, qui forment les continents, de se déplacer dans le temps.
Parfois, les plaques continentales en collision avec un autre, formant des chaînes de montagnes comme l'Himalaya. Les plaques peuvent également se diviser, comme c'est le cas aujourd'hui dans la Rift Valley de l'Afrique. Si l'on pouvait voir la planète telle qu'elle était il y a environ 250 millions d'années, il serait très différent de son apparence aujourd'hui. On pense que, à ce moment-là, tous les continents étaient réunis en un énorme "supercontinent" que les chercheurs appellent la Pangée. Il y a environ 200 à 225.000.000 ans, entraîner par des processus tectoniques, cette masse a commencé à se fragmenter en petits morceaux, pour finalement former les continents modernes.
Le processus tectoniques peuvent également apporter continents ensemble. Certains géologues pensent que la Terre a connu plusieurs cycles où d'énormes masses se sont séparées pour former continents plus petits qui ont plus tard fusionné ensemble. Il peut y avoir un certain nombre de supercontinents précédents.
La croûte terrestre se compose de deux couches: la croûte continentale et, en dessous, la croûte océanique, qui est composé de roche dense. La croûte océanique est exposée sous les océans. Sous l'océan Atlantique, le nouveau matériel est à venir du manteau pour former une dorsale médio-océanique que l'Amérique et l'Europe dérive plus espacés. Dans d'autres domaines, y compris la côte ouest de l'Amérique du Sud, la croûte océanique s'enfonce sous la croûte continentale dans ce qu'on appelle une zone de subduction. Le frottement produit par ce processus a conduit à volcanisme dans ce domaine, la formation de la cordillère des Andes.
La plaque tectonique explique pourquoi les tremblements de terre et l'activité volcanique ont tendance à se produire sur les bords des continents. Ce sont les zones de plus forte activité géologique, où subduction ou le mouvement des plaques continentales contre l'autre peuvent entraîner des événements violents. Malheureusement, un grand nombre de personnes vivent dans des zones géologiquement actives près des frontières de plaques, mais les humains commencent à développer les moyens de prédire les catastrophes. En surveillant de près les choses comme les petits mouvements de la roche, les fractures, et le gonflement du sol, les scientifiques peuvent parfois émettre des avertissements anticipés de tremblements de terre et éruptions volcaniques.
La compréhension des processus géologiques impliqués dans la tectonique des plaques peut aussi aider à localiser des ressources minérales précieuses. Matériau des croûtes continentales et océaniques, et du manteau, varie dans sa composition minérale. Les géologues peuvent tracer des frontières de plaques et de cartographier les positions probables des différents types de croûte et le manteau de roche. En combinant ceci avec la connaissance des points de fusion des minéraux et les séquences dans lesquelles elles se cristallisent, il peut être possible, par exemple, de deviner l'emplacement probable d'un gisement de minerai de cuivre dans un grand blob de magma solidifié.
Érosion
Lorsque la roche est usée par l'eau, la glace ou même le vent, c'est ce qu'on appelle l'érosion. Il est l'un des processus géologiques les plus importants, et, au fil du temps, peut transformer les paysages. Les particules de gravier et le sable transporté par l'eau ou le vent ont un effet abrasif et peuvent sculpter la roche dans de nouvelles formes à grande échelle. Certaines des caractéristiques les plus spectaculaires de la terre sont produits par la glace sous forme de glaciers. Grit et des fragments de roche noyés dans le grattage de la glace contre la roche, modifiant le paysage à grande échelle.
Le soulèvement de terrain provoqué par une collision de deux plaques continentales se combine avec les forces de l'érosion pour former des chaînes de montagnes comme l'Himalaya ou les Alpes. Les vallées formes de l'eau de la rivière, en aidant à façonner la plage, mais quand le terrain s'élève assez haut pour les neiges éternelles, les glaciers forme. Ces cours d'eau lents de glace gouge des vallées abruptes, à fond plat, crêtes étroites et pointues, des pics pyramidaux, la production de la chaînes de montagnes que la plupart des gens savent aujourd'hui. Le Cervin dans les Alpes italo-suisse est un exemple classique d'un pic pyramidal.
L'eau courante a également un impact important sur les paysages. Il forme des vallées fluviales et des gorges, en fonction de la nature du terrain. Un des exemples les plus spectaculaires de l'érosion de l'eau est le Grand Canyon, gorge plus d'un mile (environ 6000 pieds ou 1,83 km) de profondeur que les cicatrices du paysage de l'Arizona. Il a été formé sur une période d'environ 17 millions d'années.
L'érosion éolienne peut également contribuer à la formation des paysages, mais le plus souvent une plus petite échelle. Caractéristiques causés par cette forme d'érosion se trouvent généralement dans les zones très sèches. Le vent peut enlever de la matière en vrac à partir du sol, formant des dépressions qui peuvent être assez grande, comme la dépression de Qattara en Egypte. Le sable et le gravier soufflé par le vent peuvent produire de petits éléments à l'échelle du paysage, comme yardangs - longues arêtes lisses alignés sur la direction habituelle du vent.
L'altération chimique
La roche peut réagir avec les substances présentes dans l'eau ou dans l'air, produisant l'altération chimique. Lorsque les roches qui forment profondément sous terre sont exposés à la surface, ils peuvent changer de couleur et lentement s'effriter en raison de composés de fer réagissant avec l'oxygène dans l'air, par exemple. Le résultat, plus faible, le produit peut commencer à former les sols ou peut être érodé et déposé ailleurs.
Un autre exemple est souvent vu la dissolution du calcaire par l'eau acide. L'eau peut s'acidifier par des composés organiques ou en absorbant les gaz volcaniques. Le calcaire se compose essentiellement de carbonate de calcium, qui réagit facilement avec les acides. Grottes et gouffres sont des résultats communs de l'altération chimique du calcaire. Dans des grottes, des stalagmites et des stalactites se forment au fil du temps à travers les gouttes et l'évaporation de l'eau contenant de la roche dissoute.
Sédimentation
La matière en suspension ou dissous dans l'eau forme la roche par un processus connu comme la sédimentation ou dépôt. Cela peut se produire à travers l'accumulation et le compactage de petites particules telles qu'elles se séparent de l'eau, ou par évaporation provoquant produits chimiques dissous à cristalliser. Roches formées de cette manière sont appelés les roches sédimentaires. Les exemples incluent grès, qui se forme à partir des grains de sable; calcaire, qui consiste en des coquilles de petits organismes; et les dépôts de sel et le gypse, qui forment à partir de l'évaporation de l'eau contenant des minéraux. Parfois, des roches sédimentaires peuvent s'accumuler dans les couches épaisses de plusieurs miles.
Les roches sédimentaires peuvent contenir des fossiles, qui sont beaucoup plus susceptibles d'être conservé dans ce type de roche que dans ceux qui ont été soumis à des températures élevées. Les géologues et les paléontologues ont pu reconstituer une histoire de la vie sur la planète en analysant les roches sédimentaires et les fossiles. Organismes marins fossilisés trouvés sur des montagnes près de la mer étaient une première indication que le mouvement de la roche, à la fois horizontale et verticale, avait eue lieu sur une grande échelle, à un moment dans le passé. Ce sont les similitudes dans les fossiles d'un certain âge dans les différents continents qui ont conduit finalement à la théorie de la tectonique des plaques.
L'hypothèse selon laquelle un impact de météorite pourrait avoir causé l'extinction des dinosaures a émergé de la découverte d'une couche riche en iridium métal rare dans les sédiments datant des environs de l'heure de l'extinction. Cette couche se trouve dans des endroits très éloignés du monde où la roche de l'âge approprié est exposée, ce qui suggère qu'il provenait probablement d'une source externe qui a causé un événement qui a eu un impact très large.