Je ne pense pas beaucoup au sol sur lequel je marche et j'évolue. Il est là et il est le même partout et ne change pas n’est-ce pas ? En fait, si l’on s’intéresse au sol sous nos pieds, on constate : qu’il se distingue fortement d’un lieu à l’autre et qu’il change aussi. Mais il faut généralement des millions d’années pour cela. Durant ce laps de temps, il crée des formes et des choses totalement dingues. Nous allons découvrir lesquelles dans ce chapitre.
Ce chapitre est un élément central pour comprendre l’Euregio Meuse-Rhin, ses paysages et l'exploitation agricole de la région telle que nous la connaissons aujourd'hui. Des roches que l’on trouve dans la région aux périodes d’apparition des principaux paysages, ce chapitre aborde également l’exploitation agricole actuelle de cette zone naturelle.
Objectifs & compétences
Les élèves doivent comprendre comment s’est créée leur région. L’importance des roches qui nous permettent de comprendre l'évolution géologique de notre Terre leur est expliquée. Dans le même temps, vous pouvez également voir que les paysages caractéristiques d’une région ont été formés par des processus bien définis au cours de l’histoire de la Terre (comme la présence répandue de grès dans la région> qui témoigne de la présence de mers coralliennes tropicales dans le passé).
Structure du chapitre
La première partie du chapitre a pour but de faire comprendre aux élèves que les paysages apparaissent et disparaissent comme tout le reste, même si cela n’est pas perceptible à l’échelle d’une vie humaine. Le cycle géologique permet ici d’acquérir des connaissances techniques de base.
Dans la suite, ce chapitre étudie quelques-unes des principales roches de l’Euregio Meuse-Rhin que les élèves devraient normalement déjà connaître, même s'ils n’en ont pas conscience. Des exercices liés à leur vécu doivent leur faire prendre conscience de la présence de ces roches dans leur environnement.
Ce chapitre aborde ensuite seulement la création de l’Euregio Meuse-Rhin, car ce sont les roches qui nous permettent de comprendre l’évolution de la région.
La section suivante étudie les formes de paysage caractéristiques de l’Euregio et leur apparition.
Une digression sur l’EMR comme région sismique est ici possible.
Pour terminer, le chapitre aborde la façon dont la zone naturelle peut être utilisée par les hommes, une attention particulière étant accordée à l’agriculture et à l’exploitation forestière et minière. Les liens avec d’autres chapitres du manuel sont établis dans l’exercice 36 et peuvent être approfondi si nécessaire.
Concepts de base
La narration de ce chapitre se concentre d’abord sur une perspective à long terme en expliquant la création de la zone naturelle de l’EMR. Le chapitre alterne ensuite de plus en plus souvent le point de vue mondial et le point de vue local/régional (comment ta région est-elle devenue ce qu’elle est aujourd’hui ?). Le système homme/environnement est uniquement abordé à la fin du chapitre (comment utilisons-nous cette zone naturelle ?).
La Terre est apparue il y a 4,6 milliards d’années. À l’origine, notre planète était composée de gaz, de roche, de poussière et de métaux. Ce n’est qu’avec le temps que ces substances ont formé la croûte terrestre.
À l’échelle de l’âge de la Terre, les hommes ne sont apparus que très récemment. Ce que nous savons sur les caractéristiques d’un paysage et sur son passé ne nous a donc pas été appris par des témoignages humains, mais par l'analyse de la roche.
L’histoire de la Terre est divisée en différentes périodes qui sont marquées par des événements et des changements importants pour l'évolution de la Terre et de ses habitants.
Les humains ne sont apparus que très récemment sur Terre.
Indication pour les enseignants
Exercice d’approfondissement possible
Une représentation alternative au graphique en spirale ci-dessus pourrait être une échelle temporelle géologique comme celle-ci. Les élèves avancés peuvent classer eux-mêmes le graphique ci-dessus dans un tableau et le comparer ensuite à l’échelle disponible sous le lien fourni ou d’abord se voir présenter l'échelle et créer ensuite une forme de représentation plus claire et artistique ressemblant au graphique ci-dessus.
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Approfondissement
L’histoire de la Terre en accéléré
Notre univers est apparu soudainement il y a environ 15 milliards d’années après une violente explosion appelée Big Bang. D'énormes nuages de matière se sont répandus.
Il y a 4,6 milliards d’années, notre système solaire et donc la planète sur laquelle nous vivons aujourd’hui se sont ensuite formés à partir de l’un de ces nuages incandescents.
Ces horizons temporels sont cependant beaucoup trop grands pour la compréhension humaine. C’est pourquoi nous allons passer en revue l’histoire de la Terre en mode accéléré. Les 5 milliards d’années écoulées depuis l’apparition de la Terre correspondent donc ici exactement à une année à l'échelle humaine.
À minuit du premier jour de l’an, la Terre apparaît sous la forme d’une masse incandescente d’une température de 5 000 °C. Durant les semaines de janvier, elle refroidit cependant tellement que la couche extérieure forme lentement une croûte et que des masses rocheuses solides apparaissent. Cette chaleur initiale est d’ailleurs encore présente aujourd’hui. Près d’un tiers de l'énergie géothermique se renouvelle constamment en raison de la désintégration d'éléments radioactifs naturels.
Fin mars, le point de condensation n’est plus atteint, la vapeur d’eau commence à se condenser et il pleut presque jusque fin avril. Cela créé les mers et océans. Des forces atmosphériques puissantes créent une météo inhospitalière sur la Terre et la tornade la plus dévastatrice n’est une légère brise à côté de ces conditions météo.
Au début de l'été, les premiers signes de vie apparaissent. Ces structures cellulaires simples capables de se reproduire se développent dans l’eau, car l’oxygène libre n’est présent qu’en très petite quantité. Ces nouveaux êtres vivants qui se sont formés à partir de carbone et d’hydrogène, se reproduisent, meurent, se déposent en masse les uns sur les autres et se transforment pour la première fois en ce que nous appelons aujourd’hui du pétrole. Ce processus se poursuit continuellement jusqu’à la troisième semaine de décembre.
L’automne commence et est déjà bien avancé lorsque les coquillages, les gastéropodes et les crustacés envahissent les mers. Fin novembre, les animaux sortent de l’eau : des poissons avec une colonne vertébrale quittent la mer. En parallèle, des plantes se développent et la photosynthèse se met en marche.
Début décembre, les premiers animaux dotés de poumons apparaissent. Grâce à la photosynthèse, de grandes quantités d’oxygène libre se forment. La couche d’ozone protectrice apparaît dans la stratosphère. De mi-décembre au 26 décembre, les dinosaures peuplent la planète jusqu’à leur extinction soudaine à l’aube du 26 décembre. Une catastrophe d’une étendue inimaginable détruit tous les animaux. Selon les dernières découvertes scientifiques, trois impacts de météorites quasiment simultanés pourraient être à l’origine de la disparitions de pratiquement toute la vie sur Terre.
Au début du 31 décembre, les singes apparaissent et peuplent la Terre. Le jour du Nouvel An, touche à sa fin lorsque vers 20h00, un nouveau chapitre de l’histoire de notre Terre débute : l’homme entre en scène. Vers 22h00, il apprend à utiliser les premiers outils primitifs.
À 23h00, survient un événement qui distinguera les hommes du reste du règne animal : il apprend à utiliser le feu. Depuis 23h59, l’homme pratique l’agriculture. 12 secondes avant minuit , Jésus-Christ voit le jour (début de notre chronologie).
Un quart de seconde avant minuit, le premier homme se promène sur la Lune.
La géologie comme science (« science de la Terre ») décrit la structure, l’évolution et les processus de changement de la Terre qui y sont liés. La géologie se base essentiellement sur les roches qui nous fournissent des informations intéressantes sur leur apparition - et c’est également le cas dans l’Euregio Meuse-Rhin.
Ces processusgéodynamiques remontent aux mouvements naturels à l’intérieur de la Terre causés par la chaleur qui y règne. Certains de ces mouvements sont spectaculaires : les tremblements de terre ou les volcans modifient rapidement la terre, souvent de manière radicale. La tectonique des plaques et le volcanismes sont des exemples de ces processus qui ont lieu à l’intérieur de la Terre. À la surface de la Terre, ces processus sont déclenchés par l'énergie solaire. Par exemple l’érosion (disparition) du sol à la surface par le vent et l’eau qui coule, mais également le transport et le dépôt de matière.
Ces différents processus font partie du cycle géologique.
La géologie (« science de la Terre ») étudie la structure et les changements de la Terre.
La surface de la Terre et l’intérieur de la Terre sont constamment en mouvement. Certains de ces mouvements sont spectaculaires : les tremblements de terre ou les volcans modifient rapidement la terre, souvent de manière radicale. Mais il existe également des processus lents et invisibles comme l’usure (décomposition) et l'érosion de la surface de la Terre par le vent et la pluie.
Tous ces processus font partie du cycle géologique.
La géologie est la « science de la Terre ». Elle étudie la structure, l’évolution et les processus qui y sont liés, de la Terre. La géologie se base essentiellement sur les roches qui nous fournissent des informations très intéressantes, y compris dans l’Euregio Meuse-Rhin.
Si l’on jette un œil sur les processus de la Terre, on constate qu’ils ont fortement influencé l’Euregio Meuse-Rhin et qu’ils l’influencent encore. Ces processus apparaissent de manière particulièrement claire au moment de la formation de l’Euregio Meuse-Rhin.
Ces processus sont des mouvements naturels à la surface de la Terre et à l’intérieur de la Terre qui sont causés par la chaleur et qui sont regroupés sous le terme de processus géodynamiques.
Les processus endogènes ont d’importants effets sur l’apparence de la Terre, car ils agissent sur la forme de la Terre. Ils la changent rapidement, souvent de manière radicale. La tectonique des plaques et le volcanisme sont des exemples de ces processus qui ont lieu à l’intérieur de la Terre.
Les processus exogènes quant à eux agissent sur la Terre depuis l’extérieur. Ils sont causés par l’énergie du soleil. Par exemple l’érosion (disparition) du sol à la surface par le vent et l’eau qui coule, mais également le transport et le dépôt de matière.
Tous ces processus font partie du cycle géologique.
Les plissements et les schistosités sont deux résultats du cycle géologique qui ont également joué un rôle décisif dans l’Euregio Meuse-Rhin.
Les plissements sont un processus géologique au cours duquel la surface de la Terre se déforme et forme des collines en raison de tensions dans la croûte terrestre. Ces collines grandissent d’abord vers le haut et penchent même sur le côté.
Les plissements et les schistosités sont deux exemples du cycle géologique qui ont également joué un rôle décisif dans l’Euregio Meuse-Rhin.
Les plissements sont un processus au cours duquel la surface de la Terre forme des plis sous la pression. Imagine une feuille de papier qui est repoussée vers le centre des deux côtés, elle forme d’abord une colline. Cette colline peut même pencher sur le côté et retomber sur elle-même comme un rouleau.
Le graphique montre comment la pression force la roche à se plisser et à se superposer, c’est-à-dire à former des schistosités. Les images suivantes présentent ces deux processus de manière détaillée.
§PD2/6 -
Les montagnes plissées se forment lorsque la croûte terrestre est soumise à une pression venant de deux côtés (flèches rouges), ensuite ...
§PD3/6 -
... la croûte terrestre se soulève ...
§PD4/6 -
... et ces plissements peuvent même pencher sur le côté et se superposer.
§PD5/6 -
Les schistosités sont un peu comme les cartes d’un jeu de cartes. Lorsque les cartes sont simplement étalées sur la table et qu’on les rassemble des deux côtés, ...
§PD6/6 -
... elles glissent les unes sur les autres et finissent par former une couche de cartes qui sont toutes dans le même sens.
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La formation de schistosités est un processus plus complexe qui a lieu lorsque l’argile est mise sous pression lors du plissement. L’argile est un minéral formé de petits cristaux en forme de plaquettes. Lorsqu’une pression est exercée sur l’argile, ces plaquettes se superposent pour former des couches dans lesquelles les minéraux sont positionnés dans le même sens.
En raison de sa structure composée de couches de minéraux, l’ardoise présente des propriétés particulières. Elle peut par exemple être très facilement brisée le long de la ligne de ces couches et former de plus petites plaques d’ardoise. Celles-ci sont toujours une matière première importante et sont aujourd’hui encore utilisées comme matériau de construction, pour les toitures et comme revêtement de sol.
Les deux processus que sont le plissement et la formation de schistosités et au cours desquels la roche se modifie sous une influence extérieure, sont également qualifiés de métamorphisme.
Dans l’Euregio Meuse-Rhin, on trouve principalement des couches de roches schisteuses et plissées dans les régions de moyenne montagne de la Rureifel, dans le massif de Stavelot dans les Ardennes et dans le Condroz. Dans les parties riches en argile des strates de Monschau à Monschau, dans les strates inférieures du Rurberg à Simmerath, dans la vallée du Kall et dans les strates de Wüstebach dans la vallée d’Erkensruhr. Au 18e et au 19e siècle, on y extrayait de l’ardoise pour les toitures. Les terrils et les entrées des galeries des mines historiques d’ardoise sont encore visibles aujourd'hui.
La formation de schistosités en revanche est un processus au cours duquel une pression est exercée sur les minéraux simples d’argile pour former ensuite du schiste argileux. L’argile est un minéral formé de petits cristaux en forme de plaquettes. Tu peux imaginer ce processus à l’aide d'un jeu de cartes. Les cartes représentent les minéraux d’argile. Lorsque les cartes sont simplement étalées sur la table et qu’on les rassemble des deux côtés, elles glissent les unes sur les autres et finissent par former une couche de cartes qui sont toutes dans le même sens. Seules les strates riches en argile sont concernées par la formation de schistosités en raison de leur forme et de leurs propriétés particulières.
En raison de sa structure composée de couches, l’ardoise a la caractéristique de pouvoir être facilement brisée le long de ces couches. Cela crée de petites plaques d’ardoise. Celles-ci sont aujourd’hui encore une matière première importante et sont encore volontiers utilisées comme matériau de construction, pour les toitures et comme revêtement de sol.
Les deux processus que sont le plissement et la formation de schistosités et au cours desquels la roche se modifie sous une influence extérieure, sont également qualifiés de métamorphisme.
Dans l’Euregio Meuse-Rhin, l’ardoise était extraite dans de nombreux endroits au 18e et au 19e siècle. Les terrils et les entrées des galeries des mines historiques d’ardoise sont encore visibles aujourd'hui.
La formation de schistosités est un processus plus complexe qui a lieu lorsque l’argile est mise sous pression lors du plissement. L’argile est un minéral formé de petits cristaux en forme de plaquettes. Il y a env. 400 millions d’années, des couches d’argile se sont déposées sur le fond des mers. Ensuite, elles se sont consolidées et ont formé de la roche argileuse sous l’effet de la pression et de la chaleur. Lorsque ces couches se sont ensuite plissées sous l’effet de pressions latérales, de l’ardoise argileuse s’est formée à la suite de mouvements tectoniques. Les minéraux d'argile initiaux furent alors distendus et se cristallisèrent pour former des minéraux plus durs sous le réchauffement dû à la pression. L’orientation uniforme des minéraux d’argile parallèle à la schistosité et leur imbrication rend l’ardoise facile à briser.
Les deux processus que sont le plissement et la formation de schistosités et au cours desquels la roche se modifie sous une influence extérieure, sont également qualifiés de métamorphisme.
Dans l’Euregio Meuse-Rhin, on trouve principalement des couches de roches schisteuses et plissées dans les régions de moyenne montagne de la Rureifel, (surtout dans les parties riches en argile des strates de Monschau à Monschau, dans les strates inférieures du Rurberg à Simmerath, dans la vallée du Kall et dans les strates de Wüstebach dans la vallée d’Erkensruhr), dans le massif de Stavelot dans les Ardennes et dans le Condroz. Au 18e et au 19e siècle, on y extrayait de l’ardoise pour les toitures. Les terrils et les entrées des galeries des mines historiques d’ardoise sont encore visibles aujourd'hui.
L’ardoise est toujours une matière première importante et est aujourd’hui encore utilisée comme matériau de construction, pour les toitures et comme revêtement de sol.
Ardoise pour les toitures : Un toit recouvert d’ardoise.
§PD4/4 -
Matière première : Il s’agit de matières de base brutes que l’on trouve dans la nature.
2. Roches dans l’Euregio Meuse-Rhin
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Les roches nous fournissent des informations sur le passé, bien avant l’apparition des premiers hommes dans une région définie. En tant que partie du cycle géologique, elles fournissent des informations importantes sur les paysages, y compris dans l’Euregio Meuse-Rhin. À titre d’exemple de la grande variété de roches différentes, nous examinons ici le « grès d’Aix-la-Chapelle » et la « pierre bleue d’Aix-la-Chapelle » très importants dans la région.
Dans la forêt d’Aix-la-Chapelle et sur le Lousberg, on marche généralement dans du sable d’Aix-la-Chapelle meuble dans lequel on trouve cependant à différents endroits des bancs solides de grès qui sont également appelés pierres du Cyclope dans la région de la frontière belgo-allemande près de Köpfchen.
Ces roches ont été créées par des processus physiques et chimiques, lorsque les substances dissoutes dans l’eau, comme le quartz, se sont séparées de l’eau entre les grains de sable et que le sable restant a formé de grandes roches de grès.
Différents processus de dissolution, de cristallisation et d’usure ont ainsi créé la forme particulière du grès d’Aix-la-Chapelle.
Le grès d’Aix-la-Chapelle s’est formé par la solidification de différents composants présents dans le sable. Ces processus ont eu lieu durant le pliocène il y a 5 à 2,5 millions d’années. La disparition ultérieure des couches de sable qui se trouvaient au-dessus ont ensuite mis au jour les pierres du Cyclope.
Couches de calcaire de l’ère primaire contenant des fossiles
Dans l’Euregio, la roche calcaire est apparue bien plus tôt dans l’histoire de la Terre. L’apparition de ces roches remonte à l'ère primaire (paléozoïque), il y a plus de 300 millions d’années. À cette époque, la région de l’Euregio était largement couverte d’une mer tropicale chaude, dans laquelle se formèrent des récifs calcaires à partir de différents coraux pourvus de squelettes calcaires, mais également de coquilles.
Plus tard, ces couches de calcaire au fond de la mer furent recouvertes d’autres matières. Sous la pression des couches supérieures, la matière s’est solidifiée pour former de la roche calcaire qui, en raison de sa formation au fond de la mer contient souvent de nombreux fossiles.
La couleur de la roche calcaire dépend fortement de sa teneur en différents minéraux. La roche calcaire pure est blanchâtre, les oxydes de fer la colorent en ocre. La pierre bleue d’Aix-la-Chapelle doit sa couleur à sa teneur élevée en carbone organique issu de la décomposition des algues dans les mers tropicales chaudes de l’ère primaire.
Squelettes calcaires : Les coraux forment une montagne sous-marine (récifs coralliens). Ces récifs sont entre autres composés de coraux morts (squelettes calcaires).
Oxydes de fer : L’oxydation est un processus chimique au cours duquel une substance se modifie. Ici, le fer a changé d’apparence. Tu connais sûrement l’oxyde de fer sous le terme de rouille.
Pas si bleue que ça n’est-ce pas ? Cette maison à Eschweiler utilise de la pierre bleue d’Aix-la-Chapelle pour l’ébrasement des fenêtres, le linteau de porte et le seuil.
Tu vois ici une vue de près de la pierre bleue usée avec des fossiles. Celle-ci a été utilisée pour la construction de la chapelle de Hongrie de la cathédrale d’Aix-la-Chapelle.
Mine souterraine de marne : la grotte de velours à Valkenburg
L’Heuvelland (= pays des collines) dans le Limbourg du Sud regorge d’une roche appelée marne qui dans cette région apparaît même à la surface sous forme de rochers. Ces gisements de marne donnent à la région ce paysage typique caractérisé par des collines où l’on trouve également la plus haute montagne des Pays-Bas.
La marne est une roche principalement constituée de calcaire et d’argile, la marne limbourgeoise étant particulièrement riche en calcaire. La marne limbourgeoise est déjà exploitée en surface et sous terre depuis plusieurs siècles. La roche calcaire ainsi extraite est utilisée comme matériau de construction, pour la production de ciment et pour la fabrication d’engrais contenant du calcaire.
Un bloc de marne d’une carrière de Maastricht : la couche supérieure est appelée roche calcaire de Valkenburg, la couche inférieure roche calcaire de Lanaye. Toutes deux sont de la marne et toutes deux se sont formées à la fin du crétacé il y a env. 69 millions d’années.
L’idée est de faire découvrir la diversité des roches sur place et de donner aux élèves une idée concrète du grand nombre de roches différentes et de leur présence dans leur région. Les fossiles sont particulièrement fascinants, car ils permettent d’avoir un aperçu concret de l’ère primaire.
Alternative : Si une visite sur place n’est pas possible pour votre classe, recherchez dans quelle mesure cette visite peut être organisée de manière virtuelle dans la classe, par exemple par la recherche via Google Maps et des images à 360°.
L’exemple desCarrières du Hainaut S.C.A. à Soignies peut être associé au site Internet du vendeur de pierre naturelle Pierres&Marbres, qui extrait ses pierres de cette carrière par une recherche via les images satellites de Google Maps, car les images à 360° en bord de carrière permettent également de se faire une idée virtuelle des dimensions de ces carrières ! Étudiez cela pour les carrières de votre région !
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Exercice
Les carrières permettent de mieux comprendre l’histoire de le Terre dans l’Euregio Meuse-Rhin
Recherchez la carrière la plus proche de votre école et organisez une excursion pour la visiter avec votre classe !
Demandez des explications sur le lieu, le type de roche qui y est exploitée et pour quoi elle est utilisée !
Demandez si vous pouvez chercher des fossiles dans la carrière - les fossiles sont des restes d’êtres vivants de l’ère primaire que l’on trouve dans la roche. Collectez-les et discutez en cours des êtres vivants dont il pourrait s’agir et de l'époque à laquelle ils ont vécu !
Indications pour les enseignants
Roches dans ta région
Cet exercice permet d'aborder la géologie de l’Euregio Meuse-Rhin en classe. Les élèves doivent appliquer les connaissances acquises dans la réalité et les consolider. L’exercice incite les élèves à prendre conscience de leur environnement extérieur. Ils doivent prendre des photos de bâtiments dans lesquels les roches étudiées en classe (ardoise, grès) sont visibles. Les photos sont ensuite comparées en classe. La recherche individuelle et la comparaison qui suit en classe permet d’exercer la compétence de recherche, l’autonomie, la compétence de discussion et la capacité à faire des compromis.
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Exercice
Roches dans ta région
Deviens chercheur ou chercheuse et recherche des roches dans ta région.
Fais des photos de bâtiments dans lesquels tu reconnais des types de roches particuliers (par ex. ardoise, grès) et apporte-les en cours.
Comparez les photos en classe.
Discutez et recherchez pour quoi ces roches sont utilisées.
Exercice
Roches dans ta région
Deviens chercheur ou chercheuse et recherche des roches dans ta région.
Fais des photos de bâtiments dans lesquels tu reconnais des types de roches particuliers (par ex. ardoise grès) et apporte-les en cours.
Comparez les photos en classe.
Exercice
Roches dans ta région
Deviens chercheur ou chercheuse et recherche des roches dans ta région.
Fais des photos de bâtiments dans lesquels tu reconnais des types de roches particuliers (par ex. ardoise grès) et apporte-les en cours.
Comparez les photos en classe.
Discutez et recherchezpour quoi ces roches sont utilisées.
Est-ce qu’elles permettraient d'embellir quelque peu la cour d'école ? En petits groupes, élaborez un plan pour un petit projet d’aménagement de la cour d'école (bordures de plates-bandes en pierre naturelle, une sculpture, un mur en pierre naturelle ...)
Aide linguistique pour l'élément 18
Aide pour la formulation
Exprimer son opinion
Selon moi, ...
Je trouve ... particulièrement/moins/pas intéressant.
Je pense que c’est problématique, car ..., parce que ...
Le site Internet du Geopark Famenne-Ardenne fournit de nombreuses informations utiles sur le thème de la géologie dans l’EMR et ses environs, même si le parc en lui-même se trouve juste en dehors de l’EMR.
3. Création de l’Euregio Meuse-Rhin
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L’évolution de l’Euregio Meuse-Rhin peut être retracée depuis le paléozoïque grâce aux roches que l’on y trouve aujourd’hui. À cette époque, l’Euregio Meuse-Rhin se trouvait encore au niveau de la latitude 70° de l'hémisphère sud. Au cours de millions d’années, l’Euregio Meuse-Rhin s’est déplacée jusqu’à sa position actuelle à une latitude de 50° nord. Lors de ce voyage, l’Euregio Meuse-Rhin a traversé différentes zones climatiques. La région a plusieurs fois été recouverte d’eau.
Comment est-ce possible ? Les continents tels que nous les connaissons aujourd'hui, flottent comme des blocs sur le magma en fusion du manteau supérieur de la Terre. Poussés par des courants dans le magma, ils se déplacent très lentement dans différentes directions sur la surface de la Terre. Tout cela est expliqué dans la théorie de la tectonique des plaques.
Alfred Wegener et la théorie de la dérive des continents
En 1912, le météorologue allemand Alfred Wegener a pour la première fois décrit la théorie de la dérive des continents. Cette théorie postule que la croûte terrestre avec les continents et les mers est composée de plusieurs plaques qui flottent sur le magma liquide du manteau supérieur de la Terre.
Imagine que les continents et les fonds marins sont découpés dans du bois et qu’ils flottent sur l’eau dans différentes directions. En raison des différents courants du magma, ces plaques continentales se déplacent dans différentes directions ce qui entraîne trois phénomènes différents au niveau des bords de ces plaques.
Déplacements des plaques
Si deux plaques se déplacent l’une vers l’autre (convergence), une pression élevée se crée à l’endroit où les deux plaques se rencontrent. La plaque la plus lourde (il s’agit toujours des fonds marins) plonge alors sous la plaque continentale (zone de subduction). Cela ne se fait cependant pas sans friction et il y a un accrochage entre les plaques. La plaque continentale est comprimée ce qui « déplie » les montagnes qui se trouve en bord de plaque. Cela crée des tremblements de terre et l’apparition de volcans si les fissures dans la croûte laissent remonter du magma des profondeurs.
Si deux plaques s'écartent l’une de l’autre (divergence), cela crée des fissures (zone d’extension), qui se remplissent de magma. De nouveaux fonds marins sont donc créés à partir du magma (cela arrive toujours sur les fonds marins et ce n’est donc pas perçu par les hommes).
Si deux plaques se croisent, leurs bords s’accrochent et de fortes tensions apparaissent ce qui peut donner lieu à un important tremblement de terre (zone de cisaillement). La faille de San Andreas en Californie (USA), où la plaque pacifique croise la plaque nord-américaine, est très connue. Il y a régulièrement d’importants tremblements de terre dans cette région.
Répartition entre la terre et la mer durant le cambrien (541 – 488 millions d’années) dans l’Euregio Meuse-Rhin. Les points rouges indiquent la position des villes actuelles de Maastricht (M), Liège (L) et Aix-la-Chapelle (A).
Répartition entre la terre et la mer à partir de la fin du carbonifère inférieur (358 – 320 millions d’années) jusqu’au carbonifère supérieur (à partir de 358 millions d’années) dans l’Euregio Meuse-Rhin
Répartition entre la terre et la mer durant le crétacé supérieur (entre 85 et 65 millions d’années) dans l’Euregio Meuse-Rhin (c’est à cette époque qu’est apparu le grès dans la région !)
Pour beaucoup d'élèves, l’existence antérieure de mers coralliennes dans ce qui est aujourd’hui l’Euregio Meuse-Rhin peut paraître surprenante.
Cette découverte étonnante permet d'aborder la théorie de la tectonique des plaques (élément 19 & élément 20) ainsi que le rapport entre la présence de certaines roches dans une région et leur formation en prenant la pierre bleue d’Aix-la-Chapelle comme exemple (particulièrement l’élément 13 & l’élément 21). C’est pourquoi la création de la roche calcaire a été délibérément mise en avant sur l’image 4 dans l’élément 21.
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Exercice
Ères géologiques et roches
Trouve le rapport entre les roches calcaires qui se trouvent dans l’Euregio Meuse-Rhin et l’histoire de la création de cette région. Utilise les éléments 11, 13 et 21 pour cela.
Exercice
Ères géologiques et roches
Trouve le rapport entre les roches calcaires qui se trouvent dans l’Euregio Meuse-Rhin et l’histoire de la création de cette région.
Explique dans les grandes lignes le fait qu’au cours des ères géologiques, il y ait eu plusieurs fois de la terre et la mer à l’emplacement de l’actuelle Euregio Meuse-Rhin.
4. Les paysages de l’actuelle Euregio Meuse-Rhin
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Les images suivantes te montrent différentes zones naturelles dans l’Euregio Meuse-Rhin et leur âge. L’Euregio Meuse-Rhin présente des caractéristiques géologiques,géomorphologiques et de géographie des sols très différentes. Ces différentes strates sont la base du peuplement et de l’exploitation des sols.
L’Euregio Meuse-Rhin comprend des zones naturelles avec des caractéristiques géologiques, géomorphologiques et de géographie des sols très différentes qui ont impliqué des conditions différentes pour l’évolution historique de leur peuplement et de l’exploitation de leurs sols.
Dans le nord, la Campine ainsi que les paysages de loess dans le Limbourg du Sud et dans la baie occidentale du Bas-Rhin forment une plaine très basse. À la surface de ces régions, on trouve principalement des galets de rivière du début de l’ère quaternaire recouverts de loess.
La moitié sud de l’Euregio comprend les massifs des Ardennes orientales, des Hautes Fagnes et de l’Eifel du nord. Un très ancien stockwerk géologique composé de grès plissé, de roches calcaires et d’ardoise de l’ère primaire (paléozoïque) y fait surface.
Entre le plat pays et les montagnes, on trouve les plateaux de Hesbaye, les paysages vallonnés du Limbourg du Sud et d’Aix-la-Chapelle et plus à l’est, la pré-Eifel de Mechernich. Ici, les roches calcaires plates du mésozoïque sont largement répandues.
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Exercice
D’où viennent les différents paysages de l’Euregio Meuse-Rhin ?
Les paysages d’aujourd’hui de l’Euregio Meuse-Rhin se sont formés à différentes périodes. Ils peuvent être classés en trois catégories qui présentent chacune des caractéristiques typiques.
À l’aide des photos, décris les caractéristiques typiques des différentes catégories.
Interaction : Création des paysages de l’Euregio Meuse-Rhin
5. Les tremblements de terre et leur mesure
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Outre les plissements et la formation de schistosités, le mouvement des plaques tectoniques (voir encadré d’information ci-dessus : théorie de la tectonique des plaques) peut également entraîner des tremblements de terre. Si, des tensions dans la croûte terrestre libèrent soudainement de l’énergie, cela cause des ondes sismiques qui se propagent à travers le sol et qui entraînent des vibrations et des secousses que nous ressentons sous la forme de tremblements de terre.
L’intensité des tremblements de terre est indiquée à l’aide de ce que l’on appelle l’échelle de Richter, qui va de < 2,0 (très faible, non perceptible) à > 10 (catastrophe globale, n’a jamais été enregistré jusqu’à présent).
Le séisme en Turquie le 6 février 2023 avait une magnitude de 7,8 et a causé des destructions massives dans de vastes régions.
Tremblements de terre dans l’Euregio Meuse-Rhin
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Roermond 1992
Aix-la-Chapelle 2001
Le 13 avril 1992, un séisme de magnitude 5,8 s’est produit à Roermond. Il s'agit du plus important tremblement de terre jamais enregistré aux Pays-Bas. La plupart des séismes naturels aux Pays-Bas ont lieu dans le Limbourg du Sud, c’est-à-dire dans l’Euregio Meuse-Rhin. Cet important tremblement de terre a endommagé et détruit de nombreux bâtiments. Il s’explique par le fait que la région repose sur de grandes lignes de fracture souterraines.
Ce séisme s’est produit sur la faille de Peel. Les surfaces de la faille ont glissé l’une sur l’autre et ont déclenché un séisme. Les mouvements de cette faille ont déjà causé plusieurs tremblements de terre par le passé et d’autres sont à prévoir dans le futur.
La Rhénanie-du-Nord-Westphalie, notamment dans la région d'Aix-la-Chapelle, présente un risque sismique élevé par rapport au reste de l’Allemagne. La région a par exemple connu un tremblement de terre de magnitude 6 en 2001 et un tremblement de terre de magnitude 2,8 en 2021. La plupart de séismes sont cependant très faibles.
La baie du Bas-Rhin fait partie des régions les plus fortement touchées par des séismes en Europe. Cette région se trouve sur des failles souterraines qui, en cas de mouvement brusque, divisent la baie en blocs et entraînent un tremblement de terre. Ces failles causeront vraisemblablement encore des tremblements de terre dans le futur.
Sur le site Internet Geologischer Dienst NRW, tu trouveras toutes les informations sur les tremblements de terre, les dangers, les sols et les matières premières. Tu y trouveras également des informations sur des tremblements de terre récents.
La science qui a pour objet la surveillance des tremblements de terre est appelée la sismologie. L’instrument utilisé en sismologie pour mesurer les tremblements de terre est le sismographe.
Les sismographes enregistrent les mouvements de la Terre sur du papier en représentant les ondes oscillatoires qui surviennent dans la Terre à la suite de tremblements de terre. Ces enregistrements permettent de tirer des conclusions sur ce qui se passe à l’intérieur de la Terre.
Dans la localité belge de Membach, il existe un gravimètre et plusieurs sismographes qui enregistrent et documentent les tremblements de terre. Le gravimètre est un instrument de mesure particulier capable de mesurer les variations de la pesanteur qui surviennent par exemple lorsqu’il pleut beaucoup. À la suite des inondations dévastatrices de juillet 2021, il a été constaté que le gravimètre peut également fonctionner comme système d’alarme précoce pour les inondations.
Lorsque des trous noirs comme celui-ci (représentation artistique) entrent en collision, cela crée des ondes gravitationnelles. Le télescope Einstein peut détecter et mesurer ces ondes.
Un télescope permet normalement d’observer les étoiles. Le télescope Einstein sert cependant à étudier les ondes gravitationnelles. Celles-ci contiennent des informations sur les phénomènes cosmiques allant des propriétés des trous noirs et des étoiles à neutrons jusqu’aux premiers instants qui ont suivi le Big Bang. Les ondes gravitationnelles permettent donc d'étudier l’espace avec une précision encore jamais atteinte.
Ce gigantesque projet a pour vocation de devenir un observatoire ultra-moderne. L’Euregio Meuse-Rhin fait partie des sites d’implantation étudiés par l’Union européenne (UE). Cette région présente des caractéristiques géologiques favorables. Étant donné que le télescope est construit sous terre, la stabilité du sol est particulièrement importante. Les couches de pierre bleue situées en profondeur dans cette région sont très denses et conviennent donc bien aux tunnels du télescope, alors que les couches de craie plus tendres au-dessus contribuent à amortir les vibrations et le bruit (causés par le trafic par exemple). À cela s’ajoute un réseau dense d’instituts de recherche et d’entreprises high-tech. Les chercheurs et les chercheuses ainsi que les autorités des Pays-Bas, de Belgique et d’Allemagne examinent actuellement ensemble les possibilités.
Sur ce site, tu trouveras d’autres informations sur le télescope Einstein.
Lorsque des trous noirs comme celui-ci (représentation artistique) entrent en collision, cela crée des ondes gravitationnelles. Le télescope Einstein peut détecter et mesurer ces ondes.
Un télescope permet normalement d’observer les étoiles. Le télescope Einstein sert cependant à étudier les ondes gravitationnelles. Celles-ci contiennent des informations sur la partie inconnue de l’univers, par exemple sur les trous noirs. Les ondes gravitationnelles permettent donc d'étudier l’espace avec une précision encore jamais atteinte.
L’Euregio Meuse-Rhin fait partie des sites d’implantation étudiés par l’Union européenne (UE). Cette région présente des caractéristiques géologiques favorables.
Sur ce site, tu trouveras d’autres informations sur le télescope Einstein.
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6. Exploitation de la zone naturelle de l’Euregio Meuse-Rhin
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En raison des nombreuses couches rocheuses et structures de reliefs différentes, la zone naturelle de l’Euregio Meuse-Rhin peut être utilisée de nombreuses façons par l’homme. Nous allons maintenant étudier de plus près les principales formes d’exploitation dans l’Euregio Meuse-Rhin : agriculture, exploitation herbagère, exploitation forestière et exploitation minière.
Les sédiments de calcaire riches en carbone ou les sables avec des dépôts de loess que l’on trouve principalement dans les plaines fertiles de Zülpich, du Limbourg et de Jülich sont particulièrement propices à l’agriculture. Les sols contenant du loess font partie des sols les plus fertiles utilisés pour l’agriculture en Allemagne ! Outre les céréales, les principales cultures sont celles des légumes et des betteraves sucrières.
L’exploitation herbagère est particulièrement importante dans le pays de Herve (voir chapitre 4.1 Agriculture) et au pied des Fagnes. La plupart du temps, les surfaces herbagères sont délimitées par des haies d’aubépines ou de prunelliers qui permettent de contenir le bétail.
L’exploitation forestière est principalement pratiquée dans les Hautes Fagnes et dans le nord de l’Eifel, car c’est là que l’on trouve les tourbières des montagnes et la Kalkeifel ainsi que la Rureifel. On y exploite surtout l’épicéa. Les tourbières des montagnes sont largement protégées dans la réserve naturelle « Hautes Fagnes-Eifel ». Différentes herbes y poussent.
L’image montre le bassin minier de lignite rhénan. Lors de la revégétalisation d’une surface (voir légende), il s’agit de restaurer des milieux de vie qui ont été détruits par d’importantes interventions à la suite d’activités économiques.
Dans la région, il existe un grand nombre de matières premières et de minéraux précieux que l’on extrait et transforme. De nos jours, les mines à ciel à ouvert de lignite dans le bassin minier de lignite rhénan sont d’une grande importance au-delà de la région. Les mines à ciel ouvert d’Inden, d’Hambach et de Garzweiler se trouvent dans ou à la limite de l’EMR.
Le musée Vieille Montagne est un musée officiellement reconnu qui se trouve à La Calamine dans la province de Liège. Il présente l’histoire de La Calamine, une localité dont le développement dépendait des gisements de zinc dans la région et qui fut la ville principale du petit État neutre de Moresnet Neutre. Celui-ci fut fondé de 1815 à 1918 pour mettre un terme aux conflits de propriété nationaux sur ces richesses minières.
Parmi les matières premières et les minéraux précieux on trouve par exemple le plomb et le zinc. Le zinc était principalement exploité dans le pays de Herve, le plomb essentiellement dans la région belge de La Calamine et de Plombières ainsi qu’à Eilendorf et dans la région de Stolberg en Allemagne.
Blegny-Mine est une ancienne mine de charbon en Belgique qui a été conservée comme monument culturel industriel et comme musée. Il s’agit de l’une des quatre mines historiques de Wallonie qui furent classées sur la liste du patrimoine culturel mondial par l’UNESCO en 2012. Sur l’image, on voit la tour de guet et le puits de mine.
Le charbon aussi a été exploité dans l’Euregio Meuse-Rhin. Le charbon était un combustible important pour l’industrie métallurgique et pour les ménages. Il existe un gisement peu profond dans le sud à Liège et à Aix-la-Chapelle et un gisement beaucoup plus profond dans le nord dans les provinces de Limbourg (B) et de Limbourg du Sud (NL). Il y a donc eu plusieurs mines de charbon dans ces régions. Ces sites miniers sont aujourd'hui devenus des zones d’habitation ou des parcs industriels.
Le mot allemand « Reitwerke » est né dans le secteur métallurgique pré-industriel. Il pouvait tout autant désigner une usine métallurgique qu’une forge ou une martellerie. Les anciens « Reitwerke » et logements des travailleurs se trouvent dans un environnement verdoyant aux paysages charmants.
On trouvait des minerais de fer qui servaient à produire du fer et de l’acier dans les gisements de minerai de fer de la plaine au pied des Fagnes, dans la pré-Eifel de Mechernich et dans la Kalkeifel.
En 2018, l’extraction de la marne dans la carrière ENCI a été totalement arrêtée après près de 100 ans d’exploitation. Ouverte aux visiteurs, la carrière ENCI est aujourd'hui est lieu de promenade magnifique qui offre de beaux paysages et qui abrite de nombreux animaux et plantes.
L’extraction de la craie et du grès a été indispensable pour la production de chaux vive obtenue par la calcination du calcaire pour l’industrie de la construction et continue d’être importante pour la fabrication du ciment (par exemple CBR Lixhe), mais aussi pour la fabrication de briques pour des projets de rénovation. Les carrières de craie qui ne sont plus actives sont restituées à la nature. La carrière ENCI à Maastricht, dans laquelle de la marne a été extraite durant presque 100 ans, est particulièrement belle. Aujourd'hui, la carrière ENCI est accessible au public pour des visites et des moments de détente dans la nature.
Dans le cadre du projet RESTORE (voir digression), d’anciens sites d’extraction ou des sites encore actifs comme des sablières et des gravières sont revégétalisés et sont utilisés comme espaces naturels et de loisirs.
Le long de la Meuse et de la Rour, on trouve de nombreuses gravières qui permettent d’extraire des matériaux de construction tels que du gravier et du sable.
Dans le cadre de ce projet, d’anciens sites d’extraction ou des sites encore actifs comme des sablières et des gravières sont revégétalisés et sont utilisés comme espaces naturels et de loisirs.
Si tu souhaites en apprendre plus sur ce projet, rends-toi sur le site Internet du Parc des Trois Pays. Sur ce site Internet, tu trouveras d’autres projets passionnant du Parc des Trois Pays.
Recherche dans ce manuel et sur Internet comment les personnes dans ton environnement proche ont profité des conditions géologiques particulières de ta région. Demande-toi par exemple :
Quel type d’exploitation minière y a-t-il eu ici et à quelles époques ?
Quel type d’agriculture peut être pratiquée ?
Quels produits obtient-on grâce aux ressources locales ?
Recherche dans ce manuel et sur Internet comment les personnes dans ton environnement proche ont profité des conditions géologiques particulières de ta région ? Les chapitres suivants peuvent t’être utiles : 4.1 Agriculture, 4.2 Secteur de l’énergie, 4.3 Changement structurel, 4.4 Tourisme. Demande-toi par exemple :
Quel type d’exploitation minière y a-t-il eu ici et à quelles époques ?
Quel type d’agriculture peut être pratiquée ?
Quels produits obtient-on grâce aux ressources locales ?
Établis un lien entre tes résultats et ce que tu as appris dans ce chapitre sur la création de l’Euregio Meuse-Rhin.
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