Etude du talpetate horizon volcanique indure de la region centre-pacifique du nicaragua genese, caracterisation morphologique, physicochimique et hydro-dynamique, son role dans l'erosion des sols

par CHRISTIAN PRAT

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de GEORGES PEDRO.

Soutenue en 1991

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Cette etude, divisee en quatre parties, a pour objet de definir la genese du talpetate, horizon indure de la region centre-pacifique du nicaragua (amerique centrale), de caracteriser sa morphologie, sa physico-chimie, ses proprietes hydriques et de determiner son role dans l'erosion. La premiere partie presente le milieu naturel et humain de la region en soulignant les caracteristiques pouvant jouer un role dans la mise en place du talpetate. Apres une recherche bibliographique portant sur le phreato-magmatisme et sur la geologie locale, la seconde partie regroupe les observations morphologiques de terrain a l'echelle de profils, de toposequences laterales, transverses et de petits bassins versants. Les resultats de terrain, analyses a la lumiere des donnees volcano-sedimentaires, montrent que le talpetate est un tuf volcanique dont la source est l'actuelle caldeira de masaya. La troisieme partie traite des proprietes physico-chimiques et de la nature des constituants du talpetate. Des observations de lames minces au microscope optique, en meb et en met, ainsi que des analyses a la microsonde confirment les resultats de la seconde partie tout en precisant le type et la nature des alterations hydromagmatiques puis pedologiques qui se sont succedees. La quatrieme et derniere partie porte sur les proprietes hydriques du talpetate et sur l'etude de son impact sur la dynamique de l'eau dans les sols. Ces donnees ont ete definies a partir de l'analyse de la courbe de retrait de monolithes non perturbes, du suivi pendant 15 mois de profils hydriques a l'humidimetre neutronique, des essais de simulation de pluies et d'analyses de l'etat des organisations pelliculaires de surface au sein de petits bassins versants. Ces resultats, ainsi que ceux obtenus par l'etude d'un systeme anti-erosif de la region, nous amenent a faire quelques propositions pour une meilleure prise en compte des facteurs responsables de l'erosion. Les resultats de cette etude montrent que le talpetate es t bien un materiau d'origine volcanique et non pedologique. C'est un tuf issu d'une ou de plusieurs deferlantes (surge) emises au moment de l'explosion phreato-magmatique ayant entraine la formation de l'actuelle caldeira de masaya, il y a environ 2000 ans. Son origine phreato-magmatique explique la presence de nodules cuirasses de cinerites accretionnees, sa distribution sur environ 2500 km#2 orientee selon un axe est-ouest principalement a l'ouest de la caldeira de masaya, la superposition de couches massives et a nodules cuirasses qui suivent globalement les pentes du relief actuel, mais qui ont tendance a disparaitre en fond de talweg. Le talpetate est constitue de cendres d'andesite basaltique a labrador et a pigeonite de la serie tholeiitique. La plupart des verres basaltiques ont ete palagonitises lors du depot du tuf, ou peu apres, formant ainsi des smectites ferriferes. Toutefois, a cette alteration primaire se superpose une alteration secondaire, meteorique, qui conduit a la formation d'halloysite sous climat tropical sec a saison seche bien marquee, alors que sous climat plus humide, on observe notamment la formation de gibbsitanes, de manganes et d'allophane, liee a la presence d'andisols recouvrant le talpetate. Nous proposons d'abandonner les termes talpetate/tuf de masaya/tuf d'el retiro, au profit de celui de tuf palagonitise de masaya, pour designer le materiau volcanique indure etudie. Ses proprietes physiques et hydriques sont celles d'un materiau limoneux, indure, tres micro-poreux et metastable (retrait brusque de 5% en dessous de 20% humidite volumique), dont la capacite de retention en eau est importante (50% du volume du materiau). A l'echelle d'un profil, le talpetate joue un role de reservoir en eau, et ne semble pas limiter l'avancee du front d'humidite (reste a la verifier en temps reel). Alors qu'a l'echelle du metre carre il a un role positif, sous forme d'elements grossier, dans la limitation de l'erosion des sols en empechant la porosite de surface de se fermer, au niveau d'un versant, il contribue a favoriser la concentration de l'eau, aboutissant a une erosion regressive en ravine. On peut donc considerer les pratiques agricoles et de conservation des sols inadaptees, comme les principaux responsables de l'erosion; le tuf palagonitise de masaya ne faisant seulement qu'accentuer ces problemes


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