60 exercices pour t'entraîner sur Les roches et le cycle des matériaux terrestres en 4ᵉ, du QCM à la démonstration. 20 corrigés en détail ci-dessous. Revoir le cours.
Comment définit-on une roche en géologie ?
B
Une roche est un matériau solide naturel qui constitue la partie dure de la Terre, formé d'un ou de plusieurs minéraux. Le minéral est l'ingrédient, la roche est l'assemblage : un peu comme la farine et le pain. Si tu as répondu A, tu as confondu le minéral seul avec la roche qui en est faite. Le liquide de la réponse C, c'est le magma, pas une roche.
Le galet clair de Yasmine est un granite : on y voit de gros grains brillants de plusieurs couleurs. Qu'est-ce que cela t'apprend sur le granite ?
C
Les gros grains de couleurs différentes (quartz, feldspath, mica) sont autant de minéraux différents assemblés. Le granite est donc une roche faite de plusieurs minéraux, visibles à l'œil nu. Si tu as répondu A, rappelle-toi que voir plusieurs ingrédients distincts dans un caillou prouve justement que ce n'est pas un minéral unique, mais un assemblage.
D'où provient une roche magmatique ?
D
Une roche magmatique naît du refroidissement et de la solidification d'un magma (roche en fusion). Les autres réponses décrivent des roches sédimentaires : accumulation de débris, évaporation, tassement de sable. Le mot-clé est dans le nom : « magmatique » vient de « magma ».
Le basalte sombre des plateaux du Moyen Atlas a des cristaux trop petits pour être vus à l'œil nu. À quelle catégorie de roche magmatique appartient-il ?
A
Des cristaux petits ou invisibles sont la signature d'un refroidissement rapide, qui se produit quand la lave arrive en surface : c'est une roche volcanique, comme le basalte. Si tu as répondu B, attention : les gros cristaux visibles, eux, trahissent un refroidissement lent en profondeur (granite). La taille des cristaux raconte la vitesse de refroidissement.
Le granite, qui montre de gros cristaux bien visibles, s'est formé par un refroidissement lent d'un magma en profondeur.
A
C'est exact. De gros cristaux jointifs signifient que le magma a refroidi lentement : les cristaux ont eu le temps de grandir. Cela se passe en profondeur, où le magma reste piégé longtemps, entouré de roches chaudes. C'est une roche plutonique. Petits cristaux → refroidissement rapide → surface ; gros cristaux → refroidissement lent → profondeur.
Comment se forme une roche sédimentaire ?
B
Une roche sédimentaire se forme par l'accumulation de sédiments (débris d'érosion ou restes d'organismes), puis par leur tassement (compaction) qui les colle et les durcit, sur un temps très long. La réponse A décrit une roche magmatique : une roche sédimentaire n'est jamais passée par la fusion. Calcaire, grès et phosphates de Khouribga sont des roches sédimentaires.
Dans une paroi de carrière de l'Atlas, les strates du bas sont les plus anciennes.
A
C'est vrai. Les sédiments se déposent couche après couche : chaque nouvelle couche se pose par-dessus la précédente. Donc la strate du bas s'est déposée en premier : c'est la plus ancienne, et celle du haut la plus récente. Lire une falaise, c'est lire un livre de bas en haut. L'erreur classique est de croire l'inverse.
Les phosphates de Khouribga, extraits en carrière, se sont formés au fond d'une mer ancienne, riche en restes d'organismes. À quelle famille de roches appartiennent-ils ?
C
Formés au fond d'une mer par accumulation de restes d'organismes, les phosphates sont des roches sédimentaires. Le Maroc en est l'un des premiers producteurs mondiaux : c'est un bel exemple de l'intérêt économique de la géologie. Aucune fusion n'est intervenue, donc ce n'est pas une roche magmatique.
Une fois formée, une roche garde toujours la même forme : elle ne se transforme jamais en une autre roche.
B
C'est faux. Aucune roche n'est définitive : chacune est une étape du cycle des matériaux. Un granite peut s'éroder en sable puis devenir un grès ; un calcaire enfoui assez profondément peut fondre et redevenir magma. La matière n'est ni créée ni détruite, elle est recyclée sans fin à l'échelle des temps géologiques.
Que produit l'érosion (action de l'eau, du vent et du gel) quand elle attaque une roche exposée en surface ?
D
L'érosion casse les roches en fragments : ce sont les sédiments. Transportés par l'eau ou le vent, ils s'accumuleront plus loin et pourront former une roche sédimentaire. L'érosion agit à froid, en surface : elle ne fabrique ni magma (réponse A, qui demande une fusion en profondeur) ni cristaux. C'est la première étape du cycle des matériaux.
Le calcaire de l'Atlas est une roche tendre : on peut le rayer avec l'ongle.
A
C'est vrai. La dureté est l'un des indices que le géologue observe pour identifier une roche. Le calcaire est tendre : il se raye à l'ongle et laisse une trace blanche quand on le frotte. À l'opposé, le quartz est si dur qu'il raye le verre. Mémo : un caillou qui se laisse rayer facilement est souvent un calcaire, une roche sédimentaire des reliefs de l'Atlas.
Une fois qu'une roche a été cassée en sédiments par l'érosion, qu'est-ce qui transporte le plus souvent ces sédiments jusqu'à leur lieu de dépôt ?
A
Les sédiments sont des fragments arrachés aux roches. Une fois libérés, ils sont emportés par l'eau (rivières, oueds) et par le vent, puis se déposent plus loin, au fond d'une mer, d'un lac ou d'un bassin. Le magma, lui, circule en profondeur et n'a rien à voir avec ce transport de surface. C'est ce voyage des sédiments qui prépare la formation d'une roche sédimentaire.
Qu'est-ce que le magma ?
B
Le magma est de la roche en fusion : une matière chaude et liquide, présente sous la surface de la Terre. En refroidissant, il se solidifie et donne une roche magmatique (basalte s'il refroidit vite en surface, granite s'il refroidit lentement en profondeur). Les réponses A, C et D décrivent au contraire des éléments liés aux roches sédimentaires, formées à froid.
Selon l'endroit où le magma refroidit (en surface ou en profondeur), en combien de sortes distingue-t-on les roches magmatiques ? Écris le nombre.
2 sortes : les roches volcaniques (refroidissement rapide en surface) et les roches plutoniques (refroidissement lent en profondeur).
Une roche magmatique naît toujours d'un magma qui refroidit, mais le lieu de ce refroidissement change tout. En surface, le magma refroidit vite : petits cristaux, roche volcanique (basalte). En profondeur, il refroidit lentement : gros cristaux, roche plutonique (granite). Deux sortes, donc, séparées par la vitesse de refroidissement, pas par la couleur.
Le quartz est un minéral assez dur pour rayer le verre.
A
C'est vrai. La dureté distingue les matériaux : le quartz est très dur, il raye le verre, alors que le calcaire est tendre et se raye à l'ongle. Comparer la dureté de deux roches est donc un bon moyen de les identifier. Mémo : le quartz, ce grain brillant qu'on voit dans le granite, est l'un des minéraux les plus durs que tu rencontreras au collège.
Dans la formation d'une roche sédimentaire, à quoi sert la compaction (le tassement) ?
B
Quand les sédiments s'accumulent couche après couche, le poids des couches supérieures tasse celles du dessous : c'est la compaction. Elle colle et durcit les grains, transformant un tas de débris meubles en roche solide. Aucune fusion n'intervient (réponse A) : tout se passe à froid. Le soulèvement (C), lui, est l'œuvre de la tectonique, une étape bien plus tardive.
Le sel de table est une roche faite d'un seul minéral. Quel est donc le nombre minimal de minéraux qui peuvent composer une roche ? Écris le nombre.
1 seul minéral suffit : le sel en est l'exemple.
D'après la définition, une roche est formée d'un ou plusieurs minéraux. Le sel montre qu'un seul minéral suffit pour parler de roche. Le granite, à l'inverse, en réunit plusieurs (quartz, feldspath, mica). Retiens la nuance : le minéral est l'ingrédient, la roche l'assemblage — mais un assemblage peut ne compter qu'un seul ingrédient.
Tu trouves un coquillage fossilisé au cœur d'une roche. Quelle origine cet indice révèle-t-il ?
A
Un fossile ne survit que dans une roche formée à froid : c'est la signature d'une origine sédimentaire, le plus souvent au fond d'une ancienne mer. Le coquillage s'est retrouvé pris dans l'accumulation des sédiments. Un magma, à plusieurs centaines de degrés, détruirait toute coquille : les réponses B et C, qui décrivent des roches magmatiques, sont donc impossibles.
Dans le cycle des matériaux, une roche est une étape : avec le temps, elle peut se transformer en une autre roche.
A
C'est vrai, et c'est l'idée centrale du cycle des matériaux. Aucune roche n'est définitive : un granite peut s'éroder en sable puis devenir un grès ; un calcaire enfoui assez profond peut fondre et redevenir magma. La matière n'est ni créée ni détruite, elle est recyclée sans fin à l'échelle des temps géologiques. Mémo : une roche n'est pas un objet figé, c'est une étape d'un grand voyage.
Dans une roche sédimentaire, qu'appelle-t-on les strates ?
A
Les strates sont les couches superposées d'une roche sédimentaire, visibles dans une falaise ou une carrière. Elles se déposent l'une sur l'autre, comme les pages empilées d'un livre. Elles enregistrent l'ordre des dépôts : la couche du bas est la plus ancienne, celle du haut la plus récente. Les cristaux (B) et le magma (D) appartiennent, eux, au monde des roches magmatiques.
Deux roches magmatiques ont la même composition de départ. La première a de gros cristaux visibles, la seconde des cristaux minuscules. Que peux-tu en déduire de leur histoire ?
Amine affirme : « Pour savoir si une roche magmatique est volcanique ou plutonique, il suffit de regarder sa couleur : les sombres sont volcaniques, les claires plutoniques. » Cette règle est-elle fiable ?
Dans une carrière de calcaire de l'Atlas, on trouve des coquillages fossilisés au cœur de la roche. Quelle conclusion tirer de leur présence ?
Le grès est fait de grains de sable cimentés entre eux. En quoi le sable du désert marocain est-il lié au grès ?
Karim pense qu'une couche de calcaire de l'Atlas a pu se former en quelques saisons, comme une flaque qui sèche. Son estimation du temps est-elle correcte ?
Dans le cycle des matériaux, une roche exposée en surface suit une suite d'étapes. Laquelle de ces chaînes est dans le bon ordre ?
Le calcaire des sommets de l'Atlas s'est formé au fond d'une mer. Comment expliquer qu'on le trouve aujourd'hui en altitude, dans une montagne ?
Salma affirme : « Toutes les pierres viennent d'un volcan. » Cette affirmation est-elle exacte ?
Le sel des sebkhas marocaines se forme par évaporation de l'eau de mer ou de lagunes. À quelle famille de roches le rattaches-tu, et pourquoi ?
Yasmine compare deux galets. Le galet 1 est sombre, lisse, homogène, sans cristaux visibles. Le galet 2 est beige, tendre, en couches fines, et laisse une trace blanche. Comment les classes-tu ?
Devant une falaise de l'Atlas, Salma pointe la couche tout en haut et affirme : « Celle-ci est la plus ancienne, puisqu'elle est la plus haute. » A-t-elle raison ?
Karim compare deux roches magmatiques et affirme : « Le granite a de gros cristaux, donc il est forcément plus vieux que le basalte, qui n'en a presque pas. » Son raisonnement est-il correct ?
Yasmine ramasse une roche faite de grains de sable soudés les uns aux autres, sans cristaux visibles ni fusion. De quelle roche s'agit-il, et à quelle famille appartient-elle ?
Karim affirme : « Les phosphates de Khouribga, puisqu'on les extrait profondément du sol, viennent forcément d'un magma. » A-t-il raison ?
Le basalte des plateaux du Moyen Atlas paraît lisse et homogène, sans grain visible. Pourquoi son aspect est-il aussi uniforme ?
On dit qu'un grès (roche sédimentaire) peut naître d'un granite (roche magmatique). Quel enchaînement rend cela possible ?
Dans une falaise de l'Atlas, on compte 4 strates superposées, numérotées en partant du bas. Quel est le numéro de la strate la plus récente ? Écris le nombre.
Pourquoi la formation d'une roche sédimentaire comme le calcaire de l'Atlas demande-t-elle un temps très long (des milliers à des millions d'années) ?
Salma pense qu'un beau coquillage fossilisé pourrait se former à l'intérieur d'un basalte, au moment où la lave brûlante se solidifie. A-t-elle raison ?
Dans le cycle, une roche sédimentaire enfouie fond en magma, qui refroidit en une roche magmatique. Dans cette chaîne « sédimentaire → magma → magmatique », combien de familles de roches différentes apparaissent ? Écris le nombre.
Devant la paroi d'une carrière de calcaire près de Béni Mellal, Karim affirme : « Cette roche est sortie d'un volcan, comme toutes les pierres. » La paroi montre des couches régulières et des coquillages pris dans la roche, qui est claire, tendre et se raye à l'ongle. Karim a-t-il raison ? Justifie en t'appuyant sur les indices visibles.
Salma confond deux idées : elle croit qu'une roche magmatique à gros cristaux est forcément plus vieille qu'une roche à petits cristaux, « parce que les cristaux ont eu plus de temps pour grandir ». Explique-lui pourquoi son raisonnement est faux, et ce que la taille des cristaux indique réellement.
Yasmine se demande comment un galet de granite trouvé dans un oued, né en profondeur, pourrait un jour devenir une roche sédimentaire. Décris le trajet complet de cette matière dans le cycle, étape par étape, en nommant les forces en jeu.
Amine soutient : « Une roche sédimentaire comme le calcaire ne pourra jamais devenir une roche magmatique, parce qu'elle n'est pas faite pour fondre. » A-t-il raison ? Explique ce qui pourrait arriver au calcaire de l'Atlas s'il était entraîné très profondément.
Dans une falaise de l'Atlas, on observe de bas en haut trois strates : une couche de grès (en bas), une couche de calcaire à coquillages (au milieu), une couche de sable durci (en haut). Quel énoncé décrit correctement leur histoire ?
Dans le cycle des matériaux, une roche enfouie assez profondément peut subir une chaleur et une pression telles qu'elle fond et redevient du magma, qui donnera ensuite une nouvelle roche magmatique.
Yasmine étale trois galets de l'oued. Galet A : clair, gros grains brillants de plusieurs couleurs. Galet B : sombre, lisse, aucun cristal visible. Galet C : beige, en couches fines, avec un petit fossile. Quel classement est entièrement correct ?
Quels sont les deux grands « moteurs » de la Terre, vus aux chapitres précédents, sans lesquels le cycle des matériaux ne tournerait pas ?
Karim regarde un grain brillant dans son galet de granite et déclare : « Ce quartz est une roche à lui tout seul. » Son affirmation est-elle rigoureusement exacte ?
Dans la carrière de phosphates de Khouribga, on extrait une roche formée au fond d'une mer ancienne. Quel ensemble d'affirmations est entièrement correct au sujet de cette roche ?
Près de Merzouga, Amine ramasse un bloc de grès rouge : une roche faite de grains de sable bien soudés, sans cristaux visibles ni fossile. Il te demande d'où vient cette roche. Reconstitue son histoire étape par étape, en nommant les mécanismes en jeu.
On suit la matière d'une roche sédimentaire qui s'enfonce très profondément, puis remonte. Quelle chaîne décrit correctement, dans l'ordre, tout son parcours dans le cycle des matériaux ?
Salma visite deux sites : la carrière de phosphates de Khouribga, et un affleurement de granite dans un massif ancien. Quel ensemble d'affirmations compare correctement l'origine de ces deux roches ?
Une falaise de l'Atlas montre 6 strates superposées. Un coquillage fossilisé se trouve dans la 2ᵉ couche en partant du bas. Combien de strates se sont déposées après cette couche à fossile ? Écris le nombre.
Yasmine trouve un galet de granite dans un oued de surface. Elle en déduit que, pour arriver là, cette roche née en profondeur a nécessairement subi l'action de la tectonique puis de l'érosion. Son raisonnement est-il correct ?
Parmi ces quatre affirmations sur le cycle des matériaux, laquelle est fausse ?
Suis ce trajet de la matière : un granite s'érode en sable, qui devient un grès ; enfoui très profond, ce grès fond en magma, puis ce magma refroidit en basalte. Au cours de ce trajet, combien de roches différentes la matière a-t-elle successivement formées ? Écris le nombre.
Yasmine veut montrer à sa classe que le cycle des roches marche dans les deux sens : une roche magmatique peut devenir sédimentaire, et une roche sédimentaire peut devenir magmatique. Rédige, pour chacun des deux sens, le trajet complet de la matière, en nommant les forces en jeu.
Amine affirme : « Le sable du désert est déjà une roche sédimentaire achevée, exactement comme le grès. » A-t-il raison ?
Quelle phrase résume le mieux l'idée centrale du cycle des matériaux terrestres ?