Diagenèse un terme utilisé de deux manières, dont la première fait référence au processus de réorganisation des composants d’une substance en une substance nouvelle ou différente. Le second, et le plus courant, fait référence à tous les processus auxquels les sédiments sont soumis ou subissent pendant la période commençant par leur dépôt et se poursuivant jusqu’à leur conversion en roche. Il fait également référence aux processus chimiques et physiques supplémentaires qui peuvent modifier ces roches, jusqu’au point de métamorphisme. En géologie, le métamorphisme est l’altération de la roche par des processus géologiques impliquant des températures et des pressions extrêmes.
Les géologues classent les roches en trois catégories, en fonction des circonstances de leur formation. Les roches sédimentaires sont formées par la conversion de couches de sédiments en roche, un processus qui nécessite beaucoup de temps et de pression. Les roches ignées sont formées par le refroidissement de la lave ou du magma. Magma et lave sont deux termes pour le même type de matériau, mais le magma fait référence à la roche en fusion lorsqu’elle est encore sous la surface de la Terre, et la lave fait référence à la roche en fusion après son émergence à la surface. Les roches métamorphiques sont des roches ignées ou sédimentaires qui ont été transformées par des extrêmes de pression, de forces angulaires ou de température, mais sans faire fondre complètement la roche et l’absorber dans la couche de magma.
L’ensemble des processus, tant chimiques que physiques, que subissent les sédiments lors de leur transformation en roche, ainsi qu’un certain nombre de processus qui influencent les caractéristiques de la roche sont regroupés sous le terme de diagenèse. Ces processus sont principalement de nature chimique, mais impliquent également des processus physiques, tels que la stratification. La diagenèse n’inclut cependant pas l’altération, qui appartient à une autre classe de processus géologiques.
Les processus diagénétiques peuvent être très complexes et sont trop nombreux pour être énumérés dans un article de cette taille, mais se répartissent en plusieurs catégories. L’un des types les plus importants de processus diagénétiques est la conversion de matériel biologique dans les couches sédimentaires en hydrocarbures, ce qui est le début de la formation de pétrole brut et d’autres combustibles fossiles. La fossilisation est un processus diagénétique qui se produit au niveau moléculaire lorsque des cellules individuelles d’un organisme, en particulier dans ses os, ont certains composés remplacés par de la calcite et d’autres minéraux, qui sont dissous dans l’eau et déposés lorsque l’eau filtre à travers les couches de sédiments.
La cémentation est une phase importante de la diagenèse qui se traduit par la liaison de grains individuels de sédiments les uns aux autres. Il s’agit d’un processus chimique qui implique qu’un minéral dissous, tel que la calcite ou la silice, soit précipité à partir de l’eau lorsqu’il filtre à travers les sédiments. La pression des couches de sédiments sus-jacentes entraîne un processus diagénétique physique appelé compactage. Ce compactage couplé à la filtration de l’eau chargée en minéraux provoque la liaison des grains de sédiments aux minéraux dissous. Au fur et à mesure que les sédiments se dessèchent, les minéraux durcissent et forment un ciment naturel. Le grès est une forme courante de roche qui se forme de cette manière.
De nombreuses phases de diagenèse plus complexes sont également possibles, notamment la modification de la composition des couches sédimentaires par la filtration d’eau transportant des minéraux dissous. De nouveaux minéraux peuvent être formés par ce processus, et parfois certains minéraux ou composés peuvent être lessivés des sédiments et remplacés par d’autres. La lithification, qui se produit lors de la diagenèse, est la véritable conversion des sédiments en roche. La diagenèse peut cependant se poursuivre après la lithification.
De nombreux processus de diagenèse prennent des milliers ou des millions d’années. Les géologues, paléontologues, anthropologues et archéologues, entre autres, analysent les roches pour en déduire les processus diagénétiques qui les ont créées. De cette façon, ils en apprennent beaucoup sur le passé, y compris des informations sur les mouvements tectoniques de la croûte terrestre, des données environnementales et d’autres informations sur la formation des roches et l’histoire de la Terre.