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La structure du globe terrestre

Définition

Globe terrestre
Le globe terrestre est la planète Terre, vue comme un objet sphérique dans l'espace.
Lithosphère
La lithosphère est l'enveloppe rigide qui comprend la croûte terrestre et la partie supérieure du manteau.
Asthénosphère
L'asthénosphère est une zone du manteau terrestre, sous la lithosphère, où les roches sont plus ductiles.
I/ Des contrastes entre les continents et les océans

- La nature des roches et leur densité sont à l’origine d’un contraste géologique montré par la distribution bimodale

des altitudes (à 2 pics) observées entre les continents et le fond des océans.

-La croûte océanique est composée de basaltes et de gabbros : des roches plus denses.

-La croûte continentale est composée de granite : roche moins dense

Cette différence explique le fait que les reliefs océaniques sont plus profonds.

-Cette différence ne provient pas de la péridotite car elle se trouve sous les 2 croûtes.

- On observe des différences minéralogiques des roches des 2 croûtes :

  • Croûte océanique : Le basalte et le gabbro ont des compositions chimiques relativement proches, avec le minéral SiO2 (dioxyde de silicium = quartz) qui domine.
  • Croûte continentale : Le granite est beaucoup plus riche en quartz que les 3 autres.
  • Manteau : La péridotite est caractérisée par une forte quantité de MgO (Oxyde de magnésium) et contient très peu des autres éléments chimiques.

II/ Les propriétés des ondes sismiques

- Les ondes sismiques résultent de la libération brutale d’énergie lors de la rupture de roches soumises à des forces.

- Les informations tirées du trajet et de la vitesse des ondes sismiques permettent de comprendre la structure interne de la Terre, notamment l’existence de 3 discontinuités :

  • la discontinuité de Moho (Mohorovicic) entre la croûte et la manteau : profondeur variable.
  • la discontinuité de Gutenberg entre le manteau et le noyau externe : à 2900 km de profondeur.
  • la discontinuité de Lehmann entre le noyau externe et le noyau interne : à 5100 km de profondeur.


- Une discontinuité est une surface séparant 2 milieux aux propriétés physiques différentes.

- Pour chaque séisme, il existe une large zone du globe où les stations d’enregistrement ne reçoivent aucune onde P : c’est la zone d’ombre sismique. En effet, elles sont réfractées (donc déviées) lorsqu’elles arrivent au niveau d’une discontinuité.

III/ Construction d’un modèle de la structure interne

- Les variations de la propagation des ondes sismiques montrent des différences d’épaisseur :

  • la croûte océanique : 7 à 10 km d’épaisseur
  • la croûte continentale : 30 km d’épaisseur

Ces 2 profondeurs correspondent à celle du Moho.

- Ces variations ont permis de mettre en évidence que :

  • la lithosphère (croûte + manteau supérieur) est une enveloppe superficielle solide et cassante (90 à 120 km d’épaisseur)
  • l’asthénosphère (ou manteau sous-lithosphérique) est plutôt ductile.
  • la limite entre les 2 est une zone transitoire assez large : la LVZ (Low Velocity Zone) de 100 à 250km de profondeur.

- Il en ressort le modèle PREM (Preliminary Reference Earth Model) qui permet de préciser la structure générale de l’intérieur du globe en couches concentriques.

IV/ L’origine de la chaleur interne

- Les tomographies sismiques révèlent que l’intérieur de la planète est chaud. Cette chaleur provient en grande partie de la radioactivité naturelle des roches et de la chaleur résiduelle qui a été emmagasinée lors de la formation de la Terre par l’accumulation de roches.

- Des anomalies de vitesse des ondes dans le manteau sont visibles : elles peuvent être positives ou négatives. Ce sont des écarts de valeurs par rapport au modèle PREM. Elles sont interprétées comme des hétérogénéités thermiques au sein du manteau.

- Cette chaleur se dissipe à la surface de la Terre au niveau des dorsales et fosses océaniques et des points chauds. On mesure le flux thermique (mW/m 2 ). Il est inégalement réparti dans le monde.

Coupe du globe


La structure du globe terrestre

Définition

Globe terrestre
Le globe terrestre est la planète Terre, vue comme un objet sphérique dans l'espace.
Lithosphère
La lithosphère est l'enveloppe rigide qui comprend la croûte terrestre et la partie supérieure du manteau.
Asthénosphère
L'asthénosphère est une zone du manteau terrestre, sous la lithosphère, où les roches sont plus ductiles.
I/ Des contrastes entre les continents et les océans

- La nature des roches et leur densité sont à l’origine d’un contraste géologique montré par la distribution bimodale

des altitudes (à 2 pics) observées entre les continents et le fond des océans.

-La croûte océanique est composée de basaltes et de gabbros : des roches plus denses.

-La croûte continentale est composée de granite : roche moins dense

Cette différence explique le fait que les reliefs océaniques sont plus profonds.

-Cette différence ne provient pas de la péridotite car elle se trouve sous les 2 croûtes.

- On observe des différences minéralogiques des roches des 2 croûtes :

  • Croûte océanique : Le basalte et le gabbro ont des compositions chimiques relativement proches, avec le minéral SiO2 (dioxyde de silicium = quartz) qui domine.
  • Croûte continentale : Le granite est beaucoup plus riche en quartz que les 3 autres.
  • Manteau : La péridotite est caractérisée par une forte quantité de MgO (Oxyde de magnésium) et contient très peu des autres éléments chimiques.

II/ Les propriétés des ondes sismiques

- Les ondes sismiques résultent de la libération brutale d’énergie lors de la rupture de roches soumises à des forces.

- Les informations tirées du trajet et de la vitesse des ondes sismiques permettent de comprendre la structure interne de la Terre, notamment l’existence de 3 discontinuités :

  • la discontinuité de Moho (Mohorovicic) entre la croûte et la manteau : profondeur variable.
  • la discontinuité de Gutenberg entre le manteau et le noyau externe : à 2900 km de profondeur.
  • la discontinuité de Lehmann entre le noyau externe et le noyau interne : à 5100 km de profondeur.


- Une discontinuité est une surface séparant 2 milieux aux propriétés physiques différentes.

- Pour chaque séisme, il existe une large zone du globe où les stations d’enregistrement ne reçoivent aucune onde P : c’est la zone d’ombre sismique. En effet, elles sont réfractées (donc déviées) lorsqu’elles arrivent au niveau d’une discontinuité.

III/ Construction d’un modèle de la structure interne

- Les variations de la propagation des ondes sismiques montrent des différences d’épaisseur :

  • la croûte océanique : 7 à 10 km d’épaisseur
  • la croûte continentale : 30 km d’épaisseur

Ces 2 profondeurs correspondent à celle du Moho.

- Ces variations ont permis de mettre en évidence que :

  • la lithosphère (croûte + manteau supérieur) est une enveloppe superficielle solide et cassante (90 à 120 km d’épaisseur)
  • l’asthénosphère (ou manteau sous-lithosphérique) est plutôt ductile.
  • la limite entre les 2 est une zone transitoire assez large : la LVZ (Low Velocity Zone) de 100 à 250km de profondeur.

- Il en ressort le modèle PREM (Preliminary Reference Earth Model) qui permet de préciser la structure générale de l’intérieur du globe en couches concentriques.

IV/ L’origine de la chaleur interne

- Les tomographies sismiques révèlent que l’intérieur de la planète est chaud. Cette chaleur provient en grande partie de la radioactivité naturelle des roches et de la chaleur résiduelle qui a été emmagasinée lors de la formation de la Terre par l’accumulation de roches.

- Des anomalies de vitesse des ondes dans le manteau sont visibles : elles peuvent être positives ou négatives. Ce sont des écarts de valeurs par rapport au modèle PREM. Elles sont interprétées comme des hétérogénéités thermiques au sein du manteau.

- Cette chaleur se dissipe à la surface de la Terre au niveau des dorsales et fosses océaniques et des points chauds. On mesure le flux thermique (mW/m 2 ). Il est inégalement réparti dans le monde.

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