L'AUTEUR ET LES THEMES

Je suis Pierre Stalder, géologue retraité, rendu soucieux par l'évolution de notre environnement. À travers ce site, je vous invite à partager mon regard sur une Planète complexe et fragile ainsi que sur Ceux qui l'habitent. Brièvement, mon parcours : diplômé et PHD de l'EPFZ (Suisse), j'ai dédié ma carrière à l'exploration des hydrocarbures. Désormais installé à Sion, où j'observe la nature et les hommes.

En introduction, je vous propose quelques Fragments de l'histoire de la Terre pour situer les thèmes traités sur ce site de sciences naturelles et d'exploration.

FRAGMENTS DE L'HISTOIRE DE LA TERRE

Façonnée par la puissance des forces telluriques, la vie s'est déployée sur une Terre en métamorphose perpétuelle. Des sursauts volcaniques à la dérive des plaques, chaque cycle géologique a profondément sculpté nos paysages. Le socle minéral terrestre forme ainsi un système dynamique dont les pulsations régissent l'équilibre subtil de la biodiversité. L'histoire de notre planète se déroule par cycles orogéniques d'environ 250 millions d'années, rythmés par l'émergence et la destruction des chaînes de montagnes. Ce démantèlement des reliefs génère des sédiments, tel le sable qui, après son dépôt, se transforme en grès (Thème 1) avant d'être intégré dans le cycle tectonique suivant. Au cœur de ces grands cycles s'inscrivent des épisodes climatiques, d'une durée de 100 000 ans environ, dictés par les variations des paramètres astronomiques. Chacun de ceux-ci voit une longue période de glaciation et suivie de réchauffement entraînant des débâcles massives. En ce qui concerne le Valais, ces flux torrentiels ont transporté des débris alpins, issus de l'érosion du relief, pour combler des cuvettes en bordure du glacier du Rhône ou ériger de spectaculaires cônes alluviaux (Thème 2). Apparue au sein des océans primitifs il y a 3,5 milliards d'années, la vie a survécu à de nombreux cataclysmes. Cependant, l'actuelle sixième extinction, imputable aux activités humaines, constitue un défi sans précédent. Seuls le respect de l'habitat naturel et une solidarité active envers le vivant permettront peut-être d'infléchir cette trajectoire périlleuse (Thèmes 3 et 4).

La phase de construction : les orogènes

Chaînes de montagnes datant principalement de l'ère tertiaire (tons beige à brun) et dorsales océaniques (nuances de bleu clair) marquant la séparation des plaques tectoniques . Hormis ces orogènes récents, les continents sont formés d'orogènes anciens plus ou moins érodés.

Glacier de Saleinaz et massif du Mont-Blanc, cliché de W. Mittelholzer (1929). Cette saisissante perspective n'est qu'un faible témoignage des reliefs colossaux façonnés par la collision des plaques tectoniques et les phénomènes d'érosion .

Outre le Mont Blanc, les alpinistes reconnaîtront les Aiguilles Dorées, le Chardonnet, l'Aiguille d'Argentière, l'Aiguille Verte, le Tour Noir, les Aiguilles Rouges du Dolent, le Dolent, les Grandes Jorasses, l'Aiguille du Midi.

La phase de destruction : exemple de la pénéplaine hercynienne

Chavalard pénéplaine hercynienne pour Wix.jpg

Le Grand Chavalard (Valais) dévoile un affleurement de la pénéplaine hercynienne. Ce contact géologique majeur illustre l'érosion intense des chaînes anciennes avant la transgression du Trias.

Perspective orbitale du Grand Chavalard dévoilant la trace de la pénéplaine (ligne tiretée rouge) et sa surface cachée (rouge transparent) sous l'empilement de couches plus jeunes. Cette surface de jonction, née de l'érosion, puis altérée par l'orogenèse tertiaire, se prolonge bien au-delà du cadre de ce cliché.

Accompagnant l'histoire du globe, des volcans dormants ou furieux

Dominant Téhéran de ses 5610 m, le majestueux Damavand demeure, dans son apparent son sommeil, le siège d'une activité fumerolienne à l'intérieur du cratère sommital.

Conséquences dramatiques de l'éruption du Pinatubo en 1984 : d'importants lahars, ces flux de débris volcaniques mobilisés, ont dévalé les reliefs pour ensevelir les vastes plaines environnantes au sein de la province de Pampanga, île de Luçon, Philippines.

DIAGENÈSE D'UN GRÈS

Les sables : de l'érosion au dépôt sédimentaire

La dégradation des reliefs produit des grains allant de 60 µm à 2 mm. Portés par les courants, ceux-ci se déposent, sous forme de couches de sable, dans des bassins continentaux (deltas, lacs, rivières, déserts) et marins littoraux et abyssaux.

Le plateau de loess chinois illustre le transport éolien d'un silt très fin depuis l'Asie Centrale. À droite, une falaise limoneuse située entre les cités de Xi'an et de Pékin.

Accumulation de sable pour former les grandes dunes des Wahiba Sands, en bordure du désert salin d'Um as Samim dans le sultanat d'Oman.

Sur les hauteurs de Sion, en lisière d'un glacier du Rhône en fin de vie, s'est accumulée une suite rythmique de fines lamelles de sable (des varves), témoignage caractéristique d'un ancien environnement de dépôt lacustre.

La diagénèse : quand le sable se solidifie en grès

Une fois déposé, le sable subit, sous l'effet de l'enfouissement, les transformations de la diagénèse dans une fenêtre thermique de 0 à 200°C. Durant la phase de diagénèse précoce à faible profondeur, le processus de compaction s'amorce. Si l'enfouissement s'accentue jusqu'à 5 km, atteignant des températures de 150 à 200°C, les mécanismes de la diagénèse profonde intensifient compaction, dissolution-recristallisation et cimentation, convertissant ainsi le sable meuble en un grès cohérent. Entraînée par les forces tectoniques vers des profondeurs où règne une température de 200 à 300°C, dans le domaine de l'anchimétamorphisme, la roche subit alors des remaniements minéralogiques majeurs. Au-delà de ces seuils, le métamorphisme prend le relais, engendrant quartzites, marbres, schistes ou gneiss selon la nature du matériau.

Le milieu souterrain constitue donc un véritable réacteur qui modifie la composition minéralogique originelle. L'analyse pétrographique en lames minces permet d'observer ces transformations structurelles. Vous êtes invités à découvrir ces mécanismes et à consulter, si vous le désirez, une galerie plus complète d'images et d'explications en cliquant sur ce cliché.

Fondamentaux pétrographiques

La roche mère définit la chimie des futurs grès. Un socle granitique, de type continental, produit des roches quartzeuses matures, tandis qu'une origine dans la croûte océanique génère des grès immatures riches en minéraux ferromagnésiens. Les analyses au microscope pétrographique ou électronique à balayage (MEB) démontrent que la nature du matériel initial oriente l'évolution diagénétique de la roche. De nombreuses méthodes d'analyse chimique et physique existent, qui ne sont pas discutées dans le cadre de ce site.

Le grès immortalise en quelque sorte les échanges avec les fluides et les transformations liées à l'enfouissement. On retrace ce cheminement, notamment par l'analyse microscopique des contacts entre les grains pour quantifier la compaction.

Cette micrographie illustre les divers contacts intergranulaires, fournissant des indices essentiels sur le degré de compaction, l'enfouissement maximal atteint ainsi que les processus physico-chimiques influençant la cohésion de la roche.

L'inventaire des minéraux néoformés (figure ci-contre) permet de dresser une chronologie paragenétique précise. Cette séquence traduit les variations de température, de pression et de pH subies par la roche, influençant sa porosité finale. La profondeur maximale historique est déduite de marqueurs comme la cristallinité de l'illite, la vitesse des ondes acoustiques ou le pouvoir réflecteur de la vitrinite, un minéral du charbon.

Observation des premiers stades diagénétiques

Cliché d'un grès triasique vieux de 200 millions d'années. Cet échantillon présente des grains d'origine fluviatile enrobés de goethite (hydroxyde de fer). Un ciment de quartz authigène a ensuite assuré la lithification finale, figeant la texture de la roche et réduisant drastiquement sa porosité initiale. Les contacts intergranulaires de type point indiquent qu'il s'agit de diagenèse précoce, antérieure à toute compaction.

Plaque de grès fluviatile stratifié issue du Trias d'Allemagne du Sud. Une rubéfaction globale par oxydation ferrifère lors de la diagenèse précoce a précédé une phase postérieure, liée à un soulèvement tectonique, où la circulation de fluides acides a généré une décoloration hétérogène par dissolution locale de la goethite.

Focus sur la diagénèse de haute pression et le domaine de l'anchimétamorphisme

Sur cet échantillon, la cristallisation de la dolomite a précédé celle du quartz authigène, lequel a finalement comblé les pores résiduels de cette roche.

Micrographie MEB d'un grès Permien de la Mer du Nord. La forte compaction est signalée par des contacts intergranulaires concavo-convexes. La présence d'illite à cristallinité élevée - elle a été mesurée - suggère que la roche a atteint une profondeur d'enfouissement bien supérieures à sa position actuelle dans le forage pétrolier.

Cette micrographie, au MEB, révèle des filaments d'illite formés antérieurement à la croissance des cristaux de quartz. Grès Permien de la Mer du Nord.

Ce cliché témoigne d'une compaction extrême. La pression lithostatique a engendré une dissolution partielle des grains de quartz. Le quartz dissout a recristallisé sous forme de microcristaux en périphérie des grains et dans les rares pores encore présents. L'extinction onduleuse du quartz révèle également les fortes contraintes physiques subies.

Cette coupe montre une transformation, typique de la zone anchimétamorphique, d’un grès volcanique. On y observe un cristal de plagioclase, aux contours nets, intégralement remplacé par de la prehnite. La présence de ce minéral est un indicateur des conditions de température et de pression extrêmes subies par la roche lors de sa transformation minéralogique.

Destins de grès

Economique

Scénique

Affleurement de grès Permien, dit du Rotliegend. Ce dépôt de sables éoliens forme aujourd'hui les réservoirs du gaz exploité dans la Mer du Nord, en Allemagne, en Pologne et aux Pays-Bas.

Au Venezuela, les Tepuys de Canaima sont des plateaux de quartzite vieux de 2 milliards d'années. L'érosion de ces roches libère des diamants piégés autrefois dans les sables originels.

Religieux

La cathédrale de Lausanne a été bâtie en grès de molasse locale, peu induré qui exige un entretien constant.

La cathédrale de Bâle présente un parement en grès rouge du Trias. Cette couleur est due à la présence de goethite, un hydroxyde de fer authigène, ayant enrobé les grains de sable lors de la phase initiale de lithification.

Royal

Sportif

En Utah, ascension d'une paroi de Navajo Sandstone, grès éolien datant du Jurassique inférieur . On y observe une stratification entrecroisée, caractéristique des dunes de désert.

Fatehpur-Sikri, dans l'Etat de l'Uttar Pradesh, est un chef-d’œuvre architectural du XVIe siècle bâti en grès rouge. Erigé par le sultan Akbar, il a été délaissé pour des raisons climatiques en faveur de Lahore.

Trois grès métallifères, trois histoires complexes

L'examen de sections polies prélevées sur des grès minéralisés met en lumière la complexité des cinématiques géologiques à l'œuvre. Ces observations révèlent que la substitution du quartz par des minéraux métalliques a pu s'opérer dès le stade de la sédimentation ou durant des épisodes diagénétiques plus tardifs. À ce jour, la dynamique précise de ces interactions physico-chimiques demeure un champ de recherche largement ouvert. Cet inventaire microscopique permet de documenter des processus de genèse qui échappent encore à une modélisation définitive.

Ce grès cambrien de la Formation Lalun (1), provenant de l'Elbourz iranien, affiche une rythmicité marquée entre lits rouges et gris métalliques (2). Cette alternance suggère des sources détritiques variées. Les grains, arrondis, se composent soit de quartz, soit d'hématite (3). Ce faciès témoigne de l'érosion d'une formation ferrifère plus ancienne dont l'origine demeure encore aujourd'hui un mystère géologique. Une véritable épopée temporelle !

Ce grès permien à gros grains (1), prélevé dans la mine d’Um Bogma (manganèse et fer) en bordure du golfe de Suez au Sinaï, se compose de grains arrondis de quartz et de minéraux divers au sein d'une matrice d'oxyde de manganèse (2). Ce dernier a non seulement comblé l'espace entre les grains, mais a aussi substitué certains éléments structuraux grossiers (3). Ce remplacement est intervenu tôt dans l'histoire de la roche, comme le prouvent les contacts ponctuels entre les grains. Ce phénomène peut résulter d'une diagenèse en milieu marin, de l'action de fluides hydrothermaux métallifères à haute température, ou d'une synergie entre ces deux processus.

Ce spécimen de grès ferrugineux du Tertiaire a été prélevé au cœur du lapiaz de Tsanfleuron, en Valais. Constitué d'une fine matrice de grains de quartz, il se démarque par ses inclusions gris anthracite à noires (1), identifiées comme de l'hématite. Ces structures, comprenant des oolithes (2) et des phénomènes de substitution de sédiments antérieurs (3), témoignent de l'érosion-dépôt d'un ancien dépôt ferrifère. Cette genèse complexe constitue une énigme géologique majeure qui mérite encore d'être pleinement décryptée.

DEBÂCLE TARDIGLACIAIRE ET CÔNES ALLUVIAUX
EN VALAIS CENTRAL

Lors de la phase terminale du retrait du glacier du Rhône, des sables et graviers torrentiels ont été déposés dans des dépressions longeant, sur son flanc méridional, l'axe de la vallée. C'est le sujet d'une première étude, publiée dans le Bulletin de la Murithienne et intitulée "Témoins de la fonte du glacier du Rhône sur le coteau de Sion (Valais, Suisse)". Suite à la disparition de ce glacier, des précipitations catastrophiques, supplémentées par le dégel du permafrost, ont engendré des débâcles aboutissant à la construction de cônes alluviaux sur les deux versants de la vallée du Rhône, sujet d'une deuxième étude inédite (par manque de réviseurs) et intitulée " Cônes alluviaux de la fin du glaciaire au début de l'Holocène sur les flancs de la vallée du Rhône (Valais central, Suisse)". Ces deux travaux proposent une réinterprétation de la couverture Quaternaire , permettant d'affiner la précision des cartes géologiques de la région.

Aperçu de la première étude

Quatre affleurements de dépôts tardiglaciaires, étalés sur 3.5 km entre 625 et 550 m d’altitude sur le versant nord de la Vallée du Rhône, dans la région de Sion (Valais, Suisse), sont décrits et interprétés. Trois sont constitués de sédiments fluvioglaciaires / glaciolacustres ou morainiques ayant enregistré le passage du Glacier du Rhône durant sa fonte. Quant au quatrième, constitué de dépôts gravitaires accumulés dans une étendue d’eau, sa relation indubitable avec le retrait du glacier reste à établir. Ces sédiments dérivaient de sources locales fluvioglaciaires et morainiques et, dans une moindre mesure, distales ( Massif de l’Aar et peut-être région Pennique ). Un climat tempéré et humide a favorisé, dans certains cas, des phénomènes de diagénèse précoce, tels que cimentation calcaire, altération des minéraux ferrugineux ( biotite ), rubéfaction des constituants et l’altération profonde, « in situ », de galets et blocs. L’âge de ces sédiments et la corrélation des séquences ne sont abordés que brièvement en raison du manque de datations. Après une période d’érosion, les séquences sédimentaires tardiglaciaires résiduelles, comme dans toute la région, ont été recouvertes d’une couche de lœss.

Overview of the first study

Four outcrops of late glacial deposits, spread between 625 and 550 m a.s.l. on the northern slope of the Rhône Valley in the Sion area ( Valais, Switzerland ) are described and interpreted. Three of those, comprised of fluvioglacial / glaciolacustrine or moraine sediments, record the position of the Rhône Glacier during its melting. The fourth outcrop, comprised of debris-flow sediments accumulated in a water body, may or may not be related to the glacier position at the time of deposition. The sediments were derived from local sources ( fluvioglacial and moraine deposits ) and to a lesser extent from distal ones ( Aar Massive and possibly Pennine Alps ). The prevailing mild and humid climate favored early diagenetic phenomena such as calcite cementation, alteration of ferrous minerals ( biotite ), reddening of the constituants and « in situ » deep alteration of cobbles and boulders. The timing and correlation of the sequences / layers are only briefly broached in view of the absence of age datings. Following a period of erosion, the residual late glacial sequences, as well as the entire region, were covered by a layer of windborne lœss.

Texte intégral en français en cliquant sur un des deux clichés.

Sur le versant sud de la vallée du Rhône, dissimulées sous un manteau de lœss éolien et de vignobles, apparaissent des dépressions où se sont déposés, au fil du temps, des graviers et des sables torrentiels et des argiles d'origine lacustre.

Cette section met en lumière les sédiments fluviaux déposés entre le glacier en déclin et la paroi rocheuse. L'alternance de sables et graviers révèle les fluctuations d'énergie hydraulique ayant façonné le site.

Aperçu de la deuxième étude

À la suite du retrait du glacier du Rhône, la dynamique sédimentaire du Valais central a été marquée, entre la fin du Tardiglaciaire et l'aube de l'Holocène, par l'édification de puissants cônes de déjection. Ces structures géologiques résultent d'une accumulation complexe de coulées boueuses, de sables fluviatiles et de dépôts torrentiels, surmontés par des séquences chaotiques mêlant reliquats morainiques et fragments du substrat rocheux. Partiellement entaillés par l'érosion médio-holocène, ces édifices ont été scellés vers 10 000 ans BP par une nappe de lœss. Sur le versant méridional, ces volumes massifs ont joué un rôle clé dans le colmatage de la vallée, leur mise en place semblant précéder le grand glissement de Sierre. L'instabilité majeure de ces dépôts est d'ailleurs illustrée par un glissement de grande ampleur affectant le principal cône de la rive gauche. Cette évolution paysagère, synchronisée sur les deux versants, traduit une réponse rapide des versants à la dégradation du permafrost et au régime de précipitations intenses induit par le réchauffement post-glaciaire. Cette interprétation propose une alternative scientifiquement étayée au modèle classique qui attribue ces formations à des moraines latérales et suggère une extension possible de ce schéma à d'autres secteurs alpins. Ce travail, demeuré inédit, rend hommage aux recherches pionnières de feu le professeur Marcel Burri sur le Quaternaire valaisan.

Overview of the second study

After the demise of the Rhône glacier, Late Glacial to Early Holocene alluvial fans covered the Penninic substratum of the Rhône valley flanks (central Valais, Switzerland) and then were partly eroded before loess was deposited. Towards the end of the fans’ building phase, as the local sources (rock glaciers and water expanses) became exhausted, the constitutive stacks of debris-flow, subordinate sand-flow (South flank only) and torrential deposits were capped by chaotic ones enriched in Rhône glacier and local moraine material as well as pieces of substratum. The emplacement of the voluminous S flank fans contributed to the filling of the valley and likely preceded that of the Sierre landslide. Although probable, this cannot be demonstrated on the opposite side. Testimony of theslopes’ instability, significant land-sliding took place on the largest fan of the S flank. The sequence of events, which is common to both sides of the valley, is interpreted as a response to permafrost melting and abundant precipitations induced by regional warming. This story very much differs from the current one wherein Rhône glacier deposits cover the valley flanks. It has remained unpublished for lack of reviewers.

Texte intégral en français en cliquant sur le cliché de gauche. English version by clicking on the right handside picture .

Cette paroi du versant sud de la vallée du Rhône révèle l'empilement cyclique des coulées de débris. La discordance entre CH3 et CH4 témoignede l'énergie cinétique des torrents qui ont bâti ces cônes.ire.

At the Valençon site, this cliff illustrates how the vertical stacking of debris flows leads to the formation of a prograding alluvial fan.

Ces portraits et scènes de vie ont été glanés au fil de mes pérégrinations, de 1965 à 2018, . En ouvrant cette galerie, vous découvrirez des visages et des instants, capturés sans prétention artistique mais avec sympathie. J'ai souhaité rendre hommage à la richesse de nos cultures, en posant un regard spécial sur l'enfance, notre promesse d'avenir. Chaque cliché est un merci adressé à ces inconnus qui, de bon coeur, m'ont offert leur vérité. Enfin, par-delà les frontières et les langues, ces images nous murmurent que nous sommes tous frères.

Galerie à disposition par en cliquant sur l'un des trois clichés.

Bergers rencontrés en 1966 sous le sommet du Kurgesou (3720m), Taleghan, Iran

Dans cet album dédié à la fraternité, la faune occupe aussi une place . Ces images d'êtres vivants, captés localement, illustrent notre cohabitation fragile sur une planète en plein bouleversement. Rendre hommage aux animaux, c'est reconnaître notre dette envers la nature et cultiver un respect profond pour chaque forme de vie. Ces clichées sont une invitation à protéger ce qui nous unit au règne animal et à célébrer la richesse de la biodiversité terrestre. Vous pouvez explorer ces images via l'un des liens ci-dessous.

FRERES HUMAINS: PORTRAITS ET SCENES DE VIE

Le renard se réveille dans mon jardin, le merle chante et le papillon butine, tous les trois sur le coteau de Sion en Valais

Nos compagnons du monde animal

Père et fils Papous, Bowutu Mountains, Papouasie en 1970

Le Papafier de sa fille, Ad Dariz, Oman en 1972

PRÉHISTOIRE AU CŒUR DE SUMATRA

Lors d’une mission d’exploration en 1974, mon parcours a croisé fortuitement les vestiges d’une activité ancestrale humaine, nichée dans la jungle de Sumatra. Ce site préhistorique se distingue par une industrie lithique particulière : de petits outils en éclat, minutieusement façonnés dans du bois silicifié local. Ces artefacts, rares témoins d'une occupation précoce, appellent une étude scientifique rigoureuse pour compléter l'inventaire archéologique indonésien. Cependant, l'accès à ce site reculé demeure complexe, entre une infrastructure dégradée par l'érosion tropicale et une faune sauvage riche en tigres, singes, serpents, scorpions et autres insectes). Ce gisement constitue un maillon méconnu du passé de Sumatra que je souhaite partager ici.

Je vous invite à consulter la galerie dédiée en cliquant sur l'image de gauche ci-dessous.

Exemples d'artefacts découverts sur ce site de Sumatra.

Edge detail of one artefact, suggesting

the use of percussion techniques.

You can access an English version of the French text by clicking on the image just above, on the right.

C’est un plaisir d’avoir partagé ces instants avec vous. En vous remerciant de votre visite, j'espère que vous y avez trouvé quelque intérêt ou même quelque plaisir.