Sciences
Qu'est-ce que le cycle des roches et comment fonctionne-t-il ?
Réponse rapide
Le cycle des roches est le processus lent et sans fin par lequel les roches se transforment les unes en les autres : magmatiques, sédimentaires et métamorphiques fondent, s'érodent, s'enfouissent.
En une phrase
Le cycle des roches, c'est la façon dont la Terre recycle ses roches : en des millions d'années, chaque type de roche peut fondre, se briser, être enfoui ou écrasé jusqu'à devenir un autre type.
Explication
Les roches semblent éternelles, mais elles changent sans cesse, très lentement. Un grain de sable sur la plage a peut-être appartenu à une montagne, et il fera peut-être un jour partie d'une autre. Le cycle des roches regroupe les processus qui font passer la matière de la Terre d'un type de roches à un autre.
volcan
caillou
montagne
Les roches magmatiques se forment quand une roche fondue refroidit et se solidifie. En profondeur, la roche fondue s'appelle le magma ; quand elle sort en surface, c'est de la lave. Le magma qui refroidit lentement en profondeur a le temps de former de gros cristaux, comme dans le granite (roche plutonique). La lave qui refroidit vite en surface, au niveau des volcans, donne de minuscules cristaux, comme dans le basalte (roche volcanique). Si elle refroidit presque instantanément, on obtient l'obsidienne, un verre naturel, et la lave mousseuse pleine de gaz donne la pierre ponce, qui peut flotter.
Les roches sédimentaires se forment à partir de morceaux d'autres roches. La pluie, le vent, le gel et les variations de température fragmentent les roches (altération). Les rivières, le vent, les glaciers et la mer arrachent et emportent les fragments (érosion et transport). Quand l'eau ralentit, ils se déposent en couches (sédimentation), souvent au fond d'un lac ou de la mer. Avec le temps, le poids des couches supérieures les tasse (compaction) et des minéraux dissous dans l'eau soudent les grains (cimentation). C'est ainsi que se forment le grès, l'argile, le calcaire et la craie. Les roches sédimentaires sont souvent disposées en strates, et c'est là qu'on trouve la plupart des fossiles.
Les roches métamorphiques se forment quand une roche existante est transformée par une forte chaleur et une forte pression en profondeur, sans fondre. Ses minéraux se réorganisent en nouveaux cristaux, souvent en bandes. Le calcaire devient du marbre, l'argile devient de l'ardoise, le grès devient du quartzite et le granite peut devenir du gneiss.
Si une roche chauffe assez pour fondre, elle redevient du magma, et en refroidissant le cycle continue. Les mouvements des plaques tectoniques entraînent des roches en profondeur, où elles fondent ou sont écrasées, et soulèvent des roches enfouies pour former des montagnes (surrection), où l'altération recommence.
Le cycle n'a ni ordre fixe ni point de départ. Une roche magmatique peut être altérée en sédiments, transformée en roche métamorphique ou fondre à nouveau, et il en va de même pour les deux autres types. Deux sources d'énergie font tourner le cycle : la chaleur interne de la Terre, qui fait fondre et écrase les roches et déplace les plaques, et l'énergie du Soleil, qui fait fonctionner le climat, la pluie et les rivières qui usent les roches, la gravité entraînant les débris vers le bas.
Exemples
| Roche | Type | Comment elle s'est formée |
|---|---|---|
| Granite | magmatique (plutonique) | magma refroidi lentement en profondeur : gros cristaux |
| Basalte | magmatique (volcanique) | lave refroidie vite en surface : cristaux minuscules |
| Obsidienne | magmatique (volcanique) | lave refroidie si vite qu'elle forme du verre |
| Grès | sédimentaire | grains de sable tassés et cimentés |
| Calcaire, craie | sédimentaire | surtout des coquilles et squelettes d'êtres marins |
| Marbre | métamorphique | calcaire transformé par chaleur et pression |
| Ardoise | métamorphique | argile transformée par la pression |
Un voyage complet : le granite d'une montagne est altéré en sable, une rivière le porte jusqu'à la mer, les couches deviennent du grès, le grès est enfoui et chauffé jusqu'à devenir du quartzite, et s'il descend assez bas, il fond en un magma qui peut refroidir en un nouveau granite.
Erreurs fréquentes
- « Le cycle va toujours magmatique, puis sédimentaire, puis métamorphique. » Il n'y a pas d'ordre fixe. Les flèches partent dans plusieurs directions : une roche métamorphique peut être altérée directement en sédiments.
- « Une roche métamorphique, c'est une roche fondue. » La roche métamorphique se transforme à l'état solide. Si elle fond, elle devient du magma puis une roche magmatique.
- « Altération et érosion, c'est pareil. » L'altération fragmente la roche sur place ; l'érosion emporte les morceaux.
- « Lave et magma sont deux matières différentes. » C'est la même roche fondue : magma en profondeur, lave quand elle sort.
Étape par étape
Étape par étape
- Dessine trois cadresEspace bien les cadres « roche magmatique », « roche sédimentaire » et « roche métamorphique », et ajoutes-en deux : « magma » et « sédiments ».
- Fusion et refroidissementUne flèche de chaque roche vers le magma : « fusion ». Une flèche du magma vers la roche magmatique : « refroidissement ».
- Altération et érosionUne flèche de chaque roche vers les sédiments : « altération et érosion ».
- Fabriquer une roche neuveUne flèche des sédiments vers la roche sédimentaire : « compaction et cimentation ».
- Chaleur et pressionDes flèches des roches magmatique et sédimentaire vers la roche métamorphique : « chaleur et pression ».
- Vérifie les bouclesChaque cadre doit avoir des flèches qui entrent et qui sortent : c'est la preuve qu'il s'agit d'un cycle.
Pour modéliser le cycle à la maison, prends de vieilles craies grasses : râpe-les en copeaux (altération), presse les copeaux dans du papier aluminium (compaction, une craie « sédimentaire »), presse-les tièdes (chaleur et pression, « métamorphique »), puis fais-les fondre et refroidir (une craie « magmatique »). Demande à un adulte de s'occuper de la fonte.
Exercices
Questions sur le cycle des roches
Fais chaque exercice, puis vérifie ta réponse.
- Une roche a de gros cristaux imbriqués, bien visibles. De quel type est-elle et comment s'est-elle formée ?
Voir la réponse
Magmatique, à partir d'un magma refroidi lentement en profondeur (comme le granite). - Les cristaux du basalte sont trop petits pour être vus. Pourquoi ?
Voir la réponse
La lave a refroidi vite en surface, les cristaux n'ont pas eu le temps de grossir. - Une roche est faite de grains arrondis en couches et contient une coquille fossile. De quel type est-elle ?
Voir la réponse
Sédimentaire - Que devient le calcaire sous l'effet de la chaleur et de la pression ?
Voir la réponse
Du marbre - Que devient l'argile sous l'effet de la pression ?
Voir la réponse
De l'ardoise - Quelle roche métamorphique se forme à partir du grès ?
Voir la réponse
Le quartzite - Quels deux processus transforment des couches de sédiments en roche ?
Voir la réponse
La compaction et la cimentation - Quelle est la différence entre altération et érosion ?
Voir la réponse
L'altération fragmente la roche sur place ; l'érosion emporte les morceaux. - Comment une roche métamorphique peut-elle devenir magmatique ?
Voir la réponse
Elle doit fondre en magma, puis refroidir et se solidifier. - Une roche magmatique peut-elle devenir sédimentaire ? Comment ?
Voir la réponse
Oui : altération, érosion, sédimentation, puis compaction et cimentation. - Pourquoi l'obsidienne est-elle vitreuse, sans cristaux ?
Voir la réponse
La lave a refroidi si vite que les cristaux n'ont pas pu se former. - Remets dans l'ordre : compaction, altération, sédimentation, érosion, cimentation.
Voir la réponse
Altération, érosion, sédimentation, compaction, cimentation - Pourquoi les fossiles sont-ils très rares dans les roches magmatiques ?
Voir la réponse
La roche a été fondue, et la chaleur détruit les restes. - Cite les deux sources d'énergie qui font tourner le cycle des roches.
Voir la réponse
La chaleur interne de la Terre et l'énergie du Soleil (avec la gravité qui entraîne les débris vers le bas).
Problèmes
Le cycle des roches autour de toi
Fais chaque exercice, puis vérifie ta réponse.
- Un plan de travail de cuisine est en granite, avec de gros cristaux mouchetés. Que t'apprend-il sur son lieu de formation ?
Voir la réponse
Il a refroidi lentement, en profondeur, à partir d'un magma. - Un sculpteur taille une statue dans du marbre. Quelle roche était ce marbre avant, et qu'est-ce qui l'a transformée ?
Voir la réponse
Du calcaire, transformé par la chaleur et la pression en profondeur. - Les falaises blanches d'Étretat sont en craie, faite de minuscules plaques calcaires de plancton marin microscopique. De quel type de roche s'agit-il ?
Voir la réponse
Sédimentaire - À La Réunion, les coulées du Piton de la Fournaise atteignent parfois la mer et durcissent en roche sombre. Quel type de roche se forme ?
Voir la réponse
Magmatique (basalte) : une roche neuve qui se forme aujourd'hui. - Si de la boue se dépose au fond d'un lac à raison de 2 mm par an, quelle épaisseur atteindra la couche en 1 000 ans ?
Voir la réponse
2 × 1 000 = 2 000 mm = 2 mètres : voilà pourquoi les couches mettent si longtemps à se former.
Questions fréquentes
C'est quoi le cycle des roches, en explication simple ?
C'est la façon dont la Terre recycle ses roches. Elles fondent, se cassent en morceaux, sont enfouies et écrasées : avec le temps, chaque type de roche devient un autre.
Comment se fait le cycle des roches ?
Par des processus qui relient les trois types de roches : fusion et refroidissement (roches magmatiques), altération, érosion, sédimentation, compaction et cimentation (roches sédimentaires), chaleur et pression (roches métamorphiques), plus la surrection qui ramène les roches en surface.
Comment se forment les roches sédimentaires dans le cycle ?
Des roches existantes sont altérées en fragments, transportées, déposées en couches, puis tassées et cimentées. Des restes d'êtres vivants, comme les plaques calcaires de plancton qui forment la craie, peuvent aussi s'accumuler.
Comment se forment les roches métamorphiques ?
Une roche magmatique, sédimentaire ou déjà métamorphique est enfouie en profondeur, où la chaleur et la pression réorganisent ses minéraux sans la faire fondre.
Combien de temps dure le cycle des roches ?
En général des millions d'années. Certaines étapes sont rapides (une lave peut durcir en quelques heures ou jours), mais user une montagne ou enfouir et transformer une roche prend bien plus longtemps.
Pourquoi le cycle des roches est-il important ?
Il fabrique le sol où poussent les plantes, des pierres de construction comme le granite, l'ardoise et le marbre, et les couches sédimentaires qui gardent les fossiles et racontent l'histoire de la Terre.
Mini-quiz
Le cycle des roches
Vérifie ce que tu sais avec 5 questions rapides.
Question 1 sur 5
Quel type de roche se forme quand le magma ou la lave refroidit et se solidifie ?
S’entraîner
À toi de jouer
Entraîne-toi sur le cycle des roches avec des exercices illimités
Fiches de sciences de la Terre
Entraîne-toi pas à pas dans un cours complet : Sciences · 5e
Pour les adultes
Sujets liés
Les roches
Les roches sont des solides naturels faits de minéraux. Les trois types sont magmatiques (roche fondue refroidie), sédimentaires (couches de débris tassés) et métamorphiques (transformées par la chaleur et la pression).
Les volcans
Un volcan est une ouverture de la croûte terrestre par laquelle s'échappent de la roche fondue, des gaz et des cendres. Avec le temps, la lave refroidie et les cendres peuvent construire une montagne.
La tectonique des plaques
La croûte terrestre est découpée en grandes plaques qui se déplacent lentement, de quelques centimètres par an. Leurs mouvements provoquent séismes, volcans et formation des montagnes.
Les fossiles
Les fossiles sont les restes ou les traces conservés de plantes et d'animaux qui ont vécu il y a très longtemps, souvent dans des roches sédimentaires. Ils montrent comment la vie a changé.
Altération et érosion
L'altération fragmente ou transforme les roches sur place. L'érosion arrache et emporte ces débris par l'eau, le vent, la glace ou la gravité, puis la sédimentation les dépose ailleurs.
L'accélération
L'accélération mesure la rapidité avec laquelle la vitesse change. a = Δv / Δt, la variation de vitesse divisée par la durée, en mètres par seconde au carré (m·s⁻² ou m/s²).