Étude des roches et structure du manteau

L'observation directe des roches, les forages et l'étude de la vitesse des ondes sismiques permettent de comprendre la structure interne de la Terre.

Pour étudier une roche, on examine :

1. Sa texture (grenue ou microlithique)
2. Sa composition (par exemple, le granite contient du quartz, de l'orthose et de la biotite)

Vocabulaire: La texture grenue est caractéristique des roches à gros cristaux visibles à l'œil nu, tandis que la texture microlithique présente des cristaux microscopiques.

Le manteau terrestre se divise en deux parties :

1. La lithosphère : rigide et froide
2. L'asthénosphère : ductile et chaude

Définition: La lithosphère est la couche superficielle rigide de la Terre, comprenant la croûte et la partie supérieure du manteau.

Le manteau est composé principalement de péridotite, une roche grenue contenant de l'olivine et du pyroxène. La température augmente avec la profondeur, influençant le comportement des roches :

• Dans la lithosphère : conduction thermique
• Dans l'asthénosphère : convection thermique efficace due à la ductilité des roches

Highlight: La limite inférieure de la lithosphère correspond à l'isotherme de 1300°C.

Les ondes sismiques se propagent différemment selon les milieux traversés :

• Les ondes P (primaires) se propagent dans les milieux solides et liquides
• Les ondes S (secondaires) ne se propagent que dans les milieux solides

Example: La zone d'ombre sismique, où certaines stations n'enregistrent pas d'ondes sismiques, fournit des informations cruciales sur la structure interne du globe.

La compréhension de la structure interne du globe terrestre est essentielle pour expliquer de nombreux phénomènes géologiques, tels que la tectonique des plaques et le volcanisme.

Structure interne de la Terre

La structure interne de la Terre est révélée grâce à l'étude des ondes sismiques, qui se propagent à partir du foyer d'un séisme. Ces ondes, dont la vitesse varie en fonction de la nature des roches traversées, permettent de distinguer les différentes couches du globe terrestre.

Définition: Un séisme est une libération brutale d'énergie lors de la rupture de la roche soumise à des contraintes en profondeur.

Le modèle PREM (Preliminary Reference Earth Model) de 1980 a permis de préciser la structure interne du globe terrestre. Ce modèle identifie plusieurs discontinuités majeures :

1. La discontinuité de Mohorovičić (Moho) à environ 30 km de profondeur
2. La discontinuité de Gutenberg à 2900 km
3. La discontinuité de Lehmann à 5100 km

Vocabulaire: Une discontinuité est une variation brutale de la vitesse des ondes sismiques, indiquant un changement dans la nature des matériaux traversés.

Les principales couches de la Terre sont :

• La croûte (solide)
• Le manteau (solide)
• Le noyau externe (liquide)
• Le noyau interne (solide)

Highlight: La différence d'épaisseur entre la croûte océanique (environ 7 km) et la croûte continentale (environ 30 km) explique la distribution bimodale des altitudes terrestres.

La composition et la densité des roches varient selon les couches :

• Croûte continentale : granite (densité 2,7)
• Croûte océanique : basalte et gabbro (densité 2,9)
• Manteau : péridotite (densité 3,3)

Example: La vitesse des ondes P augmente avec la profondeur, passant des roches sédimentaires au granite, puis au basalte et au gabbro.