1. La formation des roches magmatiques
Une roche magmatique ou ignée (du latin ignis: feu) est une roche résultant de la solidification d’un magma. Le magma est une masse minérale fondue qui résulte de la fusion partielle du manteau. Il se forme à 100 km de profondeur environ et se compose de gaz, de minéraux et de fragments de roches en fusion. Lorsque la pression devient trop forte, le magma creuse son chemin dans la croûte et surgit en surface, provoquant une éruption volcanique.
Le magma émis relargue le gaz soit dans l’océan, soit en surface et devient ce que l’on appelle une lave. La composition minérale du magma et la température de la chambre magmatique sont des paramètres importants dans la formation des roches. Lorsque la température de la chambre magmatique est très élevée (1200°C), on observe la formation de cristaux d’olivine (couleur verte). Puis, lorsque le magma remonte et que sa température diminue un peu (1000-1200°C), on atteint les conditions de formation des pyroxènes. Plus proche de la surface encore, lorsque la température est autour de 800°C, les cristaux d’amphiboles se forment. Enfin, à proximité de la surface, entre 400-700°C, on voit apparaître les cristaux de muscovite, feldspaths et biotite.
Ainsi, en fonction de la profondeur de la chambre magmatique et selon la vitesse de la cristallisation, il ne se forme pas les mêmes cristaux et donc pas les mêmes roches. Lorsque la cristallisation se produit lentement en profondeur, il se forme une roche plutonique. Ce type de roche possède des cristaux apparents (comme le granite et le gabbro).
A l’inverse, lors d’une éruption volcanique, la cristallisation s’effectue en quelques heures à peine. Les cristaux n’ont pas le temps de grossir et conservent une dimension microscopique. On parle alors de roche volcanique (comme le basalte).
2. Erosion et sédimentation
L’altération des roches dans le domaine continental est à l’origine de la formation de particules de tailles diverses, appelés des sédiments. Leur composition et leur aspect varient dans le temps selon la nature des matériaux altérés. Transportés par les courants fluviaux et le vent, les sédiments se répartissent entre le continent et les océans en fonction de leur taille et de l’énergie des agents de transport. Ils se déposent alors en couches successives et forment des strates sédimentaires.
Lorsque que le phénomène se produit dans une zone ennoyée (de façon continue ou non), les sédiments enfouis se transforment progressivement sous l’effet de la pression de charge et de l’accroissement graduel de la température. La matière devient plus compacte et les grains se cimentent. Au cours de cette transformation – aussi appelée diagenèse – une roche sédimentaire se forme. Ces roches contiennent souvent des traces d’organismes fossiles (coquillages, végétaux…) et se forment en profondeur. Leur remontée en surface est le résultat de processus tectoniques et de l’érosion des reliefs.
L’origine des sédiments, leur nature et la profondeur du lieu de diagenèse impactent le degré de cimentation et déterminent l’aspect de la roche formée.
La datation des roches sédimentaires s’appuie sur les principes de la stratigraphie (discipline qui étudie l’agencement des différentes couches géologiques et vise à reconstituer l’histoire de la Terre), notamment comme le principe de continuité disant qu’une même couche a le même âge sur toute son étendue, le principe de superposition disant qu’en l’absence de déformations structurales, la couche la plus récente recouvre la plus ancienne, le principe d’horizontalité, disant que les couches sédimentaires se déposent horizontalement les unes au-dessus des autres, ou encore le principe d’identité paléontologique, disant que des couches géologiques possédant des fossiles de même nature ont aussi le même âge.
3. Le métamorphisme
Pour terminer, intéressons-nous un peu aux roches métamorphiques. Ce type de roches se forme à partir d’une roche préexistante (de nature magmatique, sédimentaire, ou bien métamorphique) exposée à un changement important de température ou de pression au sein de son milieu. La température et la pression subies déterminent la nature et l’agencement des cristaux et donc, l’aspect de la roche.
Le métamorphisme peut se déclencher dans les régions montagneuses, au niveau des zones de déformation poussées de la roche (ex. racine crustale), ou bien lorsqu’une roche encaissante subit l’intrusion d’un magma, et enfin, dans un cas beaucoup plus rare, lors de l’impact d’une météorite à la surface de la Terre.
Le métamorphisme peut s’opérer plusieurs fois (exemple de la succession ardoise-schiste-gneiss ci-dessous).
