Fiche de révision : Dynamique de la lithosphère

📋 Plan du Cours

1. Cartographie des fonds océaniques
2. Température et transferts thermiques
3. Lithosphère et asthénosphère
4. Tomographie sismique
5. Géomagnétisme et mémoire des roches
6. Failles et déformations tectoniques

📅 Repères chronologiques

1. 1851La pose du premier câble télégraphique sous-marin révèle aux ingénieurs l’irrégularité et la diversité des fonds océaniques.
2. 1853Macedonio Melloni découvre que chaque roche volcanique possède sa propre aimantation et propose que la lave en refroidissant enregistre le champ magnétique de l’époque.
3. 1854Mathew Fontaine Maury réalise la première carte bathymétrique de l’Atlantique nord.
4. 1905Bernard Brunhes met en évidence que les coulées de lave gardent en mémoire la direction du champ magnétique au moment de leur refroidissement. - Bernard Bruhnes, 1905

📖 1. Cartographie des fonds océaniques

★ À maîtriser

• Un sonar émet des ultrasons vers le bas, puis enregistre les échos réfléchis par les obstacles afin de repérer le relief sous-marin.

Compléments

• Après la Seconde Guerre mondiale, les sonars issus des technologies militaires accélèrent la connaissance des fonds océaniques et révèlent des fosses profondes et des fractures de l’écorce terrestre.

📖 2. Température et transferts thermiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Géotherme : Tracé représentant l’évolution de la température en fonction de la profondeur.

★ À maîtriser

• La température du globe augmente avec la profondeur, mais cette augmentation n’est pas linéaire.

📌 La conduction transfère la chaleur sans déplacement de matière, tandis que la convection la transfère grâce aux déplacements de matière.

Compléments

• L’évolution de la température dépend de la composition et de la structure des couches traversées ainsi que de la présence de discontinuités.

• La chaleur se transfère par conduction dans la lithosphère et au niveau des discontinuités, et par convection dans l’asthénosphère.

💡 Astuce mémo

Conduction sans déplacement de matière, convection avec déplacement de matière.

📖 3. Lithosphère et asthénosphère

★ À maîtriser

📌 La lithosphère est une couche au comportement rigide, tandis que l’asthénosphère est une couche inférieure au comportement ductile.

• La limite entre la lithosphère et l’asthénosphère correspond en général à l’isotherme de 1300 °C.

Compléments

• À la limite lithosphère-asthénosphère, la vitesse des ondes sismiques décroît dans la zone de faible vitesse appelée LVZ, ce qui atteste un changement d’état physique ou chimique du matériau.

• L’étude du flux géothermique et la sismologie confirment la répartition de la surface du globe en lithosphère et asthénosphère, deux couches aux propriétés physiques différentes.

💡 Astuce mémo

Lithosphère rigide au-dessus de l’asthénosphère ductile.

📖 4. Tomographie sismique

★ À maîtriser

📌 En tomographie, une anomalie positive correspond à une vitesse des ondes sismiques plus rapide et indique un matériau plus froid, tandis qu’une anomalie négative correspond à une vitesse plus lente et indique un matériau plus chaud.

Compléments

• La tomographie détecte les anomalies de vitesse des ondes sismiques à partir d’un modèle PREM.

• La tomographie permet de détecter des variations de l’état des roches, par exemple une poche de magma.

📖 5. Géomagnétisme et mémoire des roches

🔑 Notions clés & Définitions

• Géomagnétisme : Champ magnétique terrestre, essentiellement dû aux mouvements de convection du métal liquide dans le noyau, composé de nickel et de fer.

★ À maîtriser

• La magnétosphère est l’enveloppe formée par le champ géomagnétique, qui protège la planète et ses habitants du rayonnement solaire.

📌 Une anomalie magnétique positive signifie que le champ réel est supérieur au champ théorique calculé, tandis qu’une anomalie négative signifie qu’il lui est inférieur.

Compléments

• Les magnétomètres, apparus au XIXe siècle, permettent de mesurer le champ magnétique terrestre.

• Les oxydes de fer contenus dans les roches sont à l’origine des anomalies magnétiques.

📖 6. Failles et déformations tectoniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Faille : Cassure qui découpe la lithosphère rigide dans les zones actives.

★ À maîtriser

• Les failles normales sont associées à l’extension et forment notamment les blocs basculés des rifts, puis des plateformes continentales.

• Les failles inverses permettent les plissements et les chevauchements liés aux collisions et aux chaînes de montagnes.

Compléments

• Les failles transformantes, ou coulissantes, permettent un déplacement horizontal relatif des deux parties de lithosphère et leur adaptation à la forme sphérique du globe au niveau des dorsales océaniques.

📊 Tableaux de synthèse

Transferts thermiques internes

Anomalies de vitesse tomographiques