Fiche de révision : Dynamique interne de la Terre

📋 Plan du Cours

1. Structure et altitudes de la croûte
2. Composition et densité des roches
3. Séismes et ondes sismiques
4. Lithosphère et asthénosphère
5. Discontinuités du globe terrestre
6. Modèle géophysique PREM
7. Chaleur interne et convection

📖 1. Structure et altitudes de la croûte

🔑 Notions clés & Définitions

• Distribution bimodale des altitudes : Différence entre les altitudes moyennes des continents et des océans, liée au contraste géologique de leurs roches.

📝 Points essentiels

• La croûte continentale, située en moyenne à + 300 m par rapport au niveau de la mer, est composée essentiellement de granite.

• La croûte océanique, située en moyenne à − 4800 m par rapport au niveau de la mer, est composée essentiellement de basalte et de gabbro.

💡 Astuce mémo

Continents hauts et granitiques, océans bas et basaltiques

📖 2. Composition et densité des roches

🔑 Notions clés & Définitions

• Densité des roches : Varie selon leur composition chimique et leur porosité.

★ À maîtriser

📌 Une roche contenant davantage d’éléments ferreux est plus dense, tandis qu’une roche contenant davantage de silice est moins dense.

Compléments

📌 La présence de porosité ou de bulles d’air diminue la densité d’une roche.

• Les densités indiquées sont de 2,6 à 2,7 pour la croûte continentale, de 2,8 à 2,9 pour le basalte et de 2,9 à 3,1 pour le gabbro de la croûte océanique.

💡 Astuce mémo

Plus de fer → plus de densité ; plus de silice ou de porosité → moins de densité

📖 3. Séismes et ondes sismiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Séisme : Résulte de la libération brutale d’énergie lors de la rupture de roches soumises à des contraintes.

★ À maîtriser

📌 Les ondes P sont rapides, se propagent dans les solides et les liquides par compression-dilatation, tandis que les ondes S sont plus modérées, ne traversent que les solides et produisent une oscillation.

• Les ondes de surface L se propagent dans les couches superficielles solides, sont moins rapides mais ont une grande amplitude et sont responsables des dégâts les plus importants.

Compléments

📐 Formule - La vitesse moyenne se calcule avec $v = \frac{d}{t}$ ; pour 7170 km parcourus en 644,4 s par les ondes P, elle vaut environ 11,13 km·s⁻¹, et pour 1169 s par les ondes S, environ 6,13 km·s⁻¹.

💡 Astuce mémo

P d’abord, S ensuite, L en dernier

📖 4. Lithosphère et asthénosphère

🔑 Notions clés & Définitions

• Péridotite : Roche du manteau composée principalement de pyroxène et d’olivine, à texture grenue avec des minéraux visibles et jointés au microscope.

★ À maîtriser

📌 La lithosphère est une enveloppe superficielle rigide et cassante, tandis que l’asthénosphère située au-dessous est plus ductile et plus souple.

Compléments

• La lithosphère océanique a une épaisseur moyenne d’environ 100 km, tandis que la lithosphère continentale a une épaisseur moyenne d’environ 150 km.

💡 Astuce mémo

Lithosphère rigide et cassante, asthénosphère ductile et souple

📖 5. Discontinuités du globe terrestre

🔑 Notions clés & Définitions

• Discontinuité géophysique : Surface de contact entre deux milieux où les ondes sismiques sont réfléchies ou réfractées.

📝 Points essentiels

• Le Moho, découvert par Mohorovicic en 1909, sépare la croûte du manteau et se situe entre 10 km sous le plancher océanique et près de 70 km sous les hauts reliefs continentaux.

• La discontinuité de Gutenberg, découverte par Beno Gutenberg en 1912, se situe à 2900 km de profondeur et sépare le manteau du noyau externe liquide composé d’un alliage fer-nickel.

• La discontinuité de Lehmann, démontrée par Inge Lehmann en 1936, se situe à 5100 km de profondeur et sépare le noyau externe liquide du noyau interne solide.

💡 Astuce mémo

Moho → Gutenberg → Lehmann, de la surface vers le centre

📖 6. Modèle géophysique PREM

📝 Points essentiels

• Le modèle PREM, proposé en 1981, décrit la structure interne de la Terre et ses propriétés stables, notamment la masse volumique et les vitesses des ondes P et S.

• Le manteau comprend: un manteau lithosphérique solide, un manteau asthénosphérique plus ductile situé dans la zone de faible vitesse LVZ, un manteau inférieur

• Le noyau externe est liquide et composé d’un alliage de fer et de nickel, tandis que le noyau interne est solide.

📖 7. Chaleur interne et convection

★ À maîtriser

• Dans la croûte terrestre, la température augmente en moyenne de 30 °C par kilomètre selon le gradient géothermique.

📌 La conduction transfère la chaleur de proche en proche sans mouvement de matière, tandis que la convection transfère la chaleur par mouvement de matière.

Compléments

• La convection thermique fait monter la matière chaude et descendre la matière froide, ce qui constitue le mécanisme le plus efficace de transport thermique.

• La tomographie sismique met en évidence les mouvements convectifs grâce aux anomalies de vitesse des ondes par rapport au modèle PREM.

💡 Astuce mémo

Chaleur interne → convection ; matière chaude montante et matière froide descendante

📊 Tableaux de synthèse

Types d’ondes sismiques