Ressources De La Planète Flashcards
Expliquer la porosité des roches et des sédiments
Eaux souterraines sont ds pores des sédiments et fractures de roche. Certaines roches peuvent contenir des pores ayant capacité d’emmagasiner eau.
Porosité: volume de vides par rapport au volume total de roche ou sédiment exprimé en %. Argiles formées de paillettes micacées très poreuses. Porosité d’un sable sont particules de tailles uniformes très poreux.
Si particules homogènes et sphériques alignées de sorte que axes forment réseau cubique, tassement cubique lâche.
Si particules homogènes et sphériques s’emboitent de façon optimale, tassement rhomboédrique.
Porosité devient + faible qd particules pas de taille uniforme.
Charge imposée à un sédiment due à accumulation de sédiments additionnels peut être suffisamment élevé pour déformer particules et réduire porosité.
Phénomène de cimentation durant diagenèse vient aussi boucher progressivement porosité
Expliquer la perméabilité des roches et sédiments
Perméabilité: capacité du sédiment ou de roche à transporter fluides qui se trouvent ds pores. Faut que pores soient connectés entre eux = porosité effective.
Selon taille et agencement des particules, matériaux du sous-sol seront + ou - perméables.
Matériau qui transporte bien l’eau = aquifère. Ex: sables ou grès poreux. Permettent infiltration, emmagasinage et circulation des eaux souterraines. Roches fracturées agissent comme aquifère en autant que fractures soient connectées.
Sédiments riches en argile et roches argileuses comme schistes = aquicludes. Matériaux qui ferment porte à circulation des eaux souterraines. Minéraux argiles ont structure en feuillets sont empilement le rend imperméable même si porosité est élevée
Expliquer la différence entre le circuit rapide et le circuit lent d’écoulement des eaux souterraines
Circuit rapide: complété en qq jours. Limité à surface du sol, achemine eau de ruissellement vers cours d’eau et mers.
Circuit lent: se réalise en qq années. Infiltration se fait verticalement puis ds écoulement souterrain avant que l’eau retourne à mer via cours d’eau.
Expliquer la notion de nappe phréatique
Si terrains sont imperméables, eau de précipitation a tendance à prendre circuit rapide. Si matériau est perméable, eaux de pluie s’infiltrent et finissent par s’accumuler à un certain niveau, délimite 2 grandes zones:
-nappe phréatique: zone où toutes cavités sont saturées en eau
-zone vadose: zone où cavité contiennent surtout air avec un peu d’eau.
Nappe phréatique = volume d’eau de zone phréatique et niveau phréatique = surface supérieure de zone phréatique.
Circulation ds zone de vadose se fait latéralement. Peut arriver que localement zone de matériaux aquicludes ds zone aquifère. Couche aquiclude forme barrière à l’eau et permet accumulation d’une lentille d’eau ds zone de vadose = nappe perchée, va donner naissance aux sources s’écoulant le long des escarpements.
De quoi dépend l’infiltration de l’eau ds le sol ?
Type de végétation, propriétés physiques, température atm, taux d’humidité ds air et sol, gradient de pente et insolation.
Expliquer le fonctionnement d’un puits phréatique ds aquifère non confiné
Puits de surface s’approvisionne ds nappe phréatique libre, aquifère non confiné. Si composante d’écoulement verticale ds aquifère est nulle, niveau d’eau atteint ds puits = niveau phréatique.
Pompage a pour effet d’abaisser niveau phréatique autour du puits et crée cône de dépression. Volume occupé par cône est donc non saturé (zone vadose). Cône s’agrandira ou diminuera selon pompage et conductivité hydraulique, épaisseur et propriétés d’emmagasinage de l’aquifère.
Excès de pompage abaissera niveau phréatique et contribuera à assécher puits avoisinants. Assèchement naturel aussi possible si recharge pas adéquate.
Expliquer le fonctionnement d’un puits artésien
Puits qui s’approvisionne ds aquifère confiné par aquiclude et mis sous pression à faveur de zone de recharge. Recharge en eau se fait à partir de surface du terrain, créant ds aquifère pression croissante avec prof.
Au pt où a percé aquiclude, pression ds aquifère fait en sorte que eau va jaillir si bouche du puits sous surface piézométrique.
Si bouche sous surface piézométrique, pas de jaillissement, eau atteint hauteur de surface piézométrique.
Équilibre entre zone de recharge ouverte à pression atm et puits ouvert à pression atm (principe de vases communicants).
Il faut donc qu’une zone de recharge soit au-dessus de bouche du puits.
Expliquer la formation de cavernes sur les terrains karstiques
Cavernes se forment ds terrains calcaires par dissolution du calcaire par eaux de pluie acides. Terrains calcaires affectés par dissolution = terrains karstiques.
Pour un terrain donné, niveau de nappe phréatique correspond au niveau des cours d’eau. Comme ces eaux phréatiques sont acides (- que eaux de pluie) développent réseau de cavités en s’infiltrant le long des moindres fractures et en les agrandissant par dissolution.
Creusement des cours d’eau qui tendent vers niveau de base, abaissement progressif du niveau de nappe phréatique. Réseau de cavités progresse en prof développant réseau de cavernes.
Terrains deviennent “gruyère” avec effondrements appelés dolines et rendent terrains dangereux pour la construction.
Expliquer l’hydrothermalisme continental au parc de Yellowstone
Peut observer manifestations spectaculaire de l’hydrothermalisme comme geysers, sources chaudes, lacs de boues chaudes et tous dépôts associés.
Cette portion de plaque continentale se situe au-dessus d’un pt chaud qui a produit volcanisme intraplaque.
Aujourd’hui magma se refroidit et chaleur se dissipe ds croûte créant flux de chaleur constant. Eaux de surface s’infiltrent ds fractures de croûte et ces eaux sont ramenées à surface grâce à ce flux de chaleur qui établit cellule de convection.
Expliquer le fonctionnement des geysers et des sources chaudes
Eaux hydrothermales acides et produisent bcp dissolution. Créent des réseaux de cavités ds sous-sol qui, à Yellowstone, est composé par endroits de rhyolite et ailleurs de calcaire. Flux de chaleur chauffe eau des cavités qui passe en vapeur. Pression ds cavités augmente progressivement jusqu’à ce que la pression devienne trop élevée et vapeur évacuée subitement = Geysers. Cycle recommence.
Sources d’eau chaudes forment petits chaudrons bouillonnants ou petits étangs chauds alimentés par sources provenant d’un réseau où eaux pas confinées. Eaux des geysers et sources chaudes chargées en sels minéraux acquis en profondeur. Ces sels minéraux précipitent et forme amoncellements de dépôts siliceux ou calcaires.
Sources d’eau chaudes = source d’énergie thermique gratuite. Mais existent en général que ds régions qui ont connues magmatisme récent.
Expliquer la formation des hydrocarbures
1- Enfouissement: sédiments contiennent certaine qté de m.o. Roches sédimentaires terrigènes: m.o. a été transportée avec particules minérales et enfouie rapidement, se trouvant protéger de l’oxydation. Roches sédimentaires allochimiques: qté de m.o. représentée par fraction de biomasse du plancton pas oxydée durant sédimentation.
2- Eau au-dessus sédiment peut contenir certaine qté d’O. Par contre, ds sédiment, peu d’O libre est consommée par oxydation de m.o. donc conditions des sédiments deviennent anoxiques (milieu anaérobie).
3- M.O. composée de CHON protégée de l’oxydation mais non de l’action des bactéries anaérobies qui viennent cherche O et N dont elles ont besoin et laissent CH = dégradation biochimique. Formation de nouvelles molécules hydrocarbures (HC). Première molécule à se former : méthane qui se forme ds couches sup du sédiment, dit que c’est un gaz biochimique. Sédiments s’empilent sur plancher océanique, molécules d’HC amenées à températures et pression + en + élevées = enfouissement.
Molécules d’hydrocarbures de + en + complexes. Dégradation passe de biochimique à thermique.
Expliquer le processus de formation des hydrocarbures qui influence la profondeur de la fenêtre à l’huile ou à gaz
1er 1000m : bactéries agissent. processus dominant est dégradation biochimique qui transforme m.o. en grosse molécules d’hydrocarbures formant produit = kérogène (pétrole embryonnaire).
Sous 1000m: dégradation biochimique remplacée par dégradation thermique. Enfouissement conduit à transformation progressive du sédiment en roche et dégradation thermique des kérogènes.
À 2000m, partie des kérogènes transformer en huile et grande partie poursuit sa transformation.
Entre 2000 et 3000m, kérogène produit le + d’huile.
Sous 3000m, production d’huile insignifiante
À 2500m, pas production d’huile mais bcp gaz.
Dégrsation thermique conduit à phénomènes de carbonisation qui transforment kérosènes restants en résidus de C.
Si enfouissement dépasse 4000m, tout est cuit et pétrole détruit.
Fenêtre à l’huile: fourchette de prof où se forme l’huile
** À ce stade gouttelettes disséminées ds roche
Expliquer le processus de migration et d’accumulation des hydrocarbures
Roche ds laquelle se forme gouttelettes d’hydrocarbure appelée roche-mère.
Pour obtenir champ de pétrole, faut que gouttelettes quittent roche-mère et aillent se concentrer ailleurs = migration.
Faut que cond géo soient telles que gouttelettes soient transportées ds roche perméable pour se concentrer ds roche-réservoir où pétrole se trouve ds pores de la roche. Migration des gouttelettes de pétrole se fait grâce au déplacement de l’eau ds formation rocheuse.
Eaux souterraines en migrant lors de mouvements tectoniques,p.ex., entrainent gouttelettes de pétrole.
Expliquer les différentes façons dont les hydrocarbures peuvent être piégés
1- situation commune et recherchée, piège au sommet de plis anticlinaux où alternent roches perméables et imperméables. Fluides se déplacent des pts de + haute pression aux pts de + basse pression. Fluides sont un mélange d’eau + gouttelettes d’huile et/ou gaz. À cause de barrière de migration que forme couche imperméable, fluides s’accumulent ds partie haute du plis. Se fait une séparation des phases selon densité respective.
2- Qd fluides circulant ds couche perméable coincés sous couches imperméables ds biseau formée par déplacement des couches à faveur d’une faille.
3- Lentilles de roches ou sédiments très perméables contenus ds couches imperméables peuvent servir de réservoirs. Discordances angulaires lorsque recouvertes par couches imperméables offrent situation intéressante.
4- Pièges associés à mise en place d’un dôme de sel. Qd diapirs de sel sont mis en place, retroussé couches et créé biseaux scellés par couches imperméables et par sel qui est imperméable.
Expliquer la conjoncture géologique particulière pour pétrole et gaz
1- accumulation de m.o. en milieu anaérobie
2- enfouissement
3- migration des gouttelettes obtenues par dégradation biochimique et thermique
4- présence d’une roche poreuse et perméable pour accumuler les gouttelettes (roche-mère)
5- agencement de couches géologiques permettant qu’une roche de couverture imperméable puisse sceller roche-réservoir et former le piège.
Ensuite, tectonique des plaques doit ramener réservoir de pétrole et de gaz vers surface pour qu’un forage puisse l’intersecter à profondeur raisonnable.
*Limitation: nécessité d’avoir m.o. et abondance de m.o. existe que depuis 600 Ma donc inutile de chercher pétrole ds roche + vieilles.
