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Il y a plus de 900 millions d'années, le bouclier laurentien prend forme. La fracture du bouclier en deux niveaux, il a 500 millions d'années, entraîne la formation des basses terres, qui sont alors recouvertes de couches de matériaux altérés provenant du haut plateau du bouclier et qui sont à l'origine des roches sédimentaires. Au cours de la période tertiaire, il y a 60 millions d'années, l’expansion de la planète provoque des cassures dans la croûte terrestre, ce qui influencera la forme du relief. Ces cassures, en particulier les rifts, fossés d'effondrement de grande dimension, expliquent la formation du lac Saint-Pierre.

 

Deux de ces rifts, formés il y a environ 60 millions d'années, sont particulièrement importants: celui qui a crée le couloir du Saint-Laurent et celui qui se situe dans l'axe des rivières Richelieu et Saint-Maurice. Au croisement de ces deux rifts, soit 370 mètres sous le niveau de la mer, il y a eu formation d’une cuvette; c’est cette cuvette qui a donné la configuration de base de l’actuel lac Saint-Pierre. Ce phénomène de croisement est unique dans la plaine du Saint-Laurent.

 

La glaciation wisconsienienne, ayant débuté il y a environ 100 000 ans, a laissé des traces. Il y a 20 000 ans, le glacier avait un volume de 70 millions de km³ et son épaisseur variait entre 2 000 et 2 500 mètres. En réponse à l’énorme pression exercée par un tel volume de glace, la croûte terrestre s’est enfoncée de 600 à 700 mètres. Lors de la fonte du glacier, l'eau est retournée graduellement aux océans, entraînant une hausse du niveau de la mer. Libérée de la surcharge glaciaire, la croûte terrestre s’est lentement relevée. Durant la très longue période qui s’écoule entre la fonte du glacier et le retour de la croûte terrestre à son niveau d'avant la glaciation, les eaux salées de l'océan Atlantique ont envahi de grandes parties du Québec, dont les basses terres du Saint-Laurent. Ce phénomène est à l’origine de la mer de Champlain.

 

Le relèvement de la croûte terrestre engendre un abaissement graduel du niveau de la mer de Champlain. La régression de la mer de Champlain est suivie d'une période de stabilisation. En période de régression, la mer entaille son lit, engendrant un recul de l'ancien rivage. Ce dernier, une fois émergé, forme un nouveau rivage. Pendant les périodes de stagnation ou de hausse, l'érosion diminue. Il y a alors une accumulation de matériaux qui favorise la formation d'une plate-forme naturelle. La répétition de ce cycle de régression et de stabilisation des eaux a permis la création de plusieurs terrasses de chaque côte du lac Saint-Pierre.

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