La géodynamique est la branche de la géologie qui étudie les agents ou les forces impliqués dans les processus dynamiques de la Terre. Elle se divise en géodynamique interne (ou processus endogènes) et géodynamique externe (processus exogènes à la surface de la Terre).
Géodynamique interne
La géodynamique interne étudie les transformations de la structure interne de la Terre en relation avec les forces qui s’y exercent, à l’aide de techniques de sondage (techniques géophysiques). Les techniques géophysiques les plus courantes sont :
Le développement le plus important dans le domaine de la géodynamique interne a été l’acceptation, dans les années 1960-1980, du concept de tectonique des plaques (géotectonique), basé sur la théorie de la dérive des continents, postulée par Alfred Wegener en 1912.
Les roches issues du refroidissement et de la solidification d’un magma sont appelées roches ignées. Si la solidification se produit sous la surface de la croûte, on parle de plutonisme, et les roches qui en résultent sont des roches intrusives.
Le volcanisme concerne les magmas qui ont réussi à s’échapper à la surface, la matière en fusion projetée à la surface est appelée lave, c’est un magma appauvri en gaz et en substances volatiles. Les roches résultant de la solidification sont des roches extrusives ou effusives.
Les agents sismiques sont l’un des agents les plus soudains et les plus violents qui produisent des changements dans le relief terrestre.
Un séisme est un tremblement de terre ou un séisme qui a un pouvoir destructeur, accompagné de fortes secousses et d’un bruit de tonnerre souterrain profond dû à des mouvements vibratoires d’une fréquence audible de plus de vibrations par seconde.
Il s’agit de courbes ou d’ondes prononcées dans les couches d’une roche qui résultent de déformations plastiques dues aux pressions à l’intérieur de la Terre et qui sont caractérisées par des anticlinaux et des synclinaux.
Ce sont des fractures des roches, dont les côtés sont déplacés, qui se produisent lorsque les forces appliquées sur les roches dépassent leur résistance et qu’elles se brisent. Les principales failles que l’on peut trouver sont de type normal, inverse et transcurrent ou horizontal.
Les mouvements de subsidence épirogénique donnent lieu à la formation de grandes dépressions, telles que la mer Noire, la mer Méditerranée et le bassin de Maracaibo.
C’est le nom donné aux processus de formation des grandes chaînes de montagnes. Les mouvements orogéniques sont généralement initiés dans les géosynclinaux.
La théorie qui intègre le concept d’étalement des fonds océaniques, la découverte des plans de Benioff, l’idée de la dérive des continents et qui explique la formation des chaînes de montagnes et de la ceinture de feu du Pacifique est appelée tectonique des plaques ou tectonique globale.
Géodynamique externe
La géodynamique externe concerne les facteurs et les forces externes de la Terre (vent, eau, glace, etc.), liés au climat et à son interaction avec la surface ou les couches externes. Sur l’ensemble des méthodologies et techniques utilisables sur les « formes du relief » (géomorphologie), et sur certains de ses agents, comme l’eau (hydrogéologie).
Elle exerce simultanément une action de transport, d’érosion et d’altération, comme la déflation éolienne, l’abrasion et la corrasion.
Le changement de température est l’un des agents les plus efficaces de la décomposition des roches, en particulier dans les climats désertiques ou de haute montagne, où les variations de température sont considérables. Tout comme la matière rocheuse accepte la chaleur du soleil, elle la perd par radiation le soir. Les différents minéraux qui composent les roches ont des taux d’expansion différents et, pour un même changement de température, subissent des changements de volume inégaux, ce qui entraîne la fissuration et la pulvérisation du matériau. Les particules et les sables qui en résultent sont facilement transportés par le vent et les courants d’eau.
L’humidité atmosphérique (vapeur d’eau, rosée) pénètre dans les fissures et les crevasses superficielles des roches et, en présence de l’oxygène et du dioxyde de carbone de l’air atmosphérique, exerce une action chimique qui conduit à l’écaillage et à l’exfoliation des roches.
La quantité d’eau qui précipite annuellement sur les continents est estimée à 112 000 kilomètres cubes. Par son action solvante et chimique, cette eau agit comme agent d’altération ; par son action mécanique, elle agit ensuite comme principal agent de transport, acheminant les produits de l’altération vers de nouveaux sites.
L’eau de pluie qui s’infiltre dans le sol sert à nourrir les plantes et à former des nappes phréatiques qui alimentent les puits et les sources ; l’eau qui ne s’infiltre pas forme des eaux sauvages qui circulent librement et jouent un rôle érosif, parfois très dommageable.
Si le terrain, inondé, glisse lentement vers le bas, on parle de solifluxion ; faute de protection végétale, les eaux sauvages peuvent ouvrir des fossés et des ravines qui forment des bad-lands.
Lorsque l’eau de pluie est progressivement canalisée par les caractéristiques du terrain, elle s’écoule dans des canaux de plus en plus stables, et un réseau fluvial de torrents et de rivières se met en place.
C’est un cours d’eau de faible longueur et de forte pente dans lequel se trouvent le bassin versant, le canal de drainage et le cône de déjection.
L’action géologique du torrent est considérée comme essentiellement érosive et s’exerce de quatre manières différentes, la corrosion, l’action hydraulique, l’érosion et l’attraction.
Il s’agit d’un écoulement d’eau avec une circulation plus constante que celle du torrent. Dans toute rivière, on peut distinguer trois stades : le cours supérieur, le cours moyen et le cours inférieur.
Il présente un profil longitudinal depuis les sources jusqu’à l’embouchure, une ligne courbe, tangente au niveau de la mer, qui s’élève à l’intérieur des terres depuis le continent.
Le cours d’un fleuve, de la source à la section sénile, présente généralement des obstacles qui donnent naissance à certaines caractéristiques de son tracé, telles que des rapides, des chutes d’eau, des cataractes, des terrasses, le lit du fleuve et la pénéplaine.
La mer, agent géologique, exerce une action érosive et abrasive sur les côtes. La force avec laquelle les vagues frappent la côte est, en temps normal, d’environ 3000 kp/m2, et atteint 30 000 kp/m2 en cas de tempête. L’effet de la succion des vagues, lors de leur retrait, est encore plus important que celui du choc à leur arrivée ; en effet, l’air comprimé par la vague dans le ressac se dilate brusquement avec des forces explosives, arrachant des parties de la roche ou aspirant des blocs entiers.
L’action destructrice des vagues se manifeste le plus souvent sur des roches fragiles, laissant parfois des vestiges compacts qui, en raison de leur plus grande résistance, sont restés indemnes de l’action de la mer, et que l’on appelle des falaises.
La vague est l’effet de surface du mouvement périodique des molécules d’eau en profondeur. Elle suit le rythme de toute onde transversale. Elle a son amplitude qui, en mer libre, est la distance verticale entre une crête et un creux ; la longueur de l’onde est la distance entre deux crêtes successives. Avec la vague, seule la forme de la vague bouge, pas l’eau elle-même.