Fiche de révision : Dynamique interne de la Terre

📋 Plan du Cours

1. Contrastes d’altitude et isostasie
2. Structure de la croûte océanique
3. Moho et propagation des ondes
4. Discontinuités profondes du globe
5. Gradient géothermique et transferts thermiques
6. Lithosphère et asthénosphère
7. Anomalies thermiques et plaques
8. Structure interne de la Terre

📖 1. Contrastes d’altitude et isostasie

🔑 Notions clés & Définitions

• Isostasie : Équilibre de la croûte continentale et océanique, qui flottent sur un manteau plus dense et déformable.

📝 Points essentiels

📌 La distribution des altitudes terrestres est bimodale, avec des reliefs continentaux et des fonds océaniques, ce qui traduit un contraste géologique.

📌 Le modèle d’Airy explique le relief par des variations de densité entre des colonnes de matériaux, tandis que le modèle de Pratt l’explique par des colonnes de même densité mais d’épaisseur différente.

• La croûte continentale est constituée de granite de densité 2,7 et son épaisseur moyenne est de 35 km.

• La croûte océanique est constituée de basalte de densité 2,9 et son épaisseur moyenne est de 7 km.

💡 Astuce mémo

Continent léger et épais, océan lourd et mince

📖 2. Structure de la croûte océanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Faille transformante : Décrochement actif qui cisaille une dorsale océanique.

★ À maîtriser

• La croûte océanique comprend :
  • sédiments
  • basalte en coussins
  • basalte en filons
  • gabbro
  • péridotite du manteau

Compléments

📌 La croûte océanique est principalement basaltique, tandis que la croûte continentale est principalement granitique.

💡 Astuce mémo

Sédiments → basalte en coussins → basalte en filons → gabbro → péridotite

📖 3. Moho et propagation des ondes

🔑 Notions clés & Définitions

• Discontinuité : Limite entre deux milieux présentant des propriétés physiques différentes.
• Discontinuité de Moho : La discontinuité de Moho marque le passage de la croûte au manteau et se caractérise par une augmentation brutale de la vitesse des ondes P et S.

★ À maîtriser

• 🔄 À une discontinuité, l’onde : est partiellement réfractée, change de trajectoire et de vitesse, est partiellement réfléchie vers le premier milieu

• La profondeur moyenne du Moho est de 7 km sous les océans et de 35 km sous les continents.

Compléments

• Le manteau est constitué de péridotite, dont la densité indiquée est 3,3.

💡 Astuce mémo

Changement de milieu → réfraction ou réflexion → vitesse modifiée

📖 4. Discontinuités profondes du globe

🔑 Notions clés & Définitions

• Séisme : Libération brutale d’énergie en profondeur dans la croûte terrestre ou sous celle-ci.

★ À maîtriser

📌 La vitesse de propagation des ondes sismiques augmente lorsque la densité des matériaux traversés augmente.

• En 1909, Mohorovicic découvre une couche plus dure sous la croûte terrestre, correspondant à la discontinuité de Moho.

• À environ 2900 km de profondeur, la discontinuité de Gutenberg sépare le manteau solide du noyau externe liquide, avec un ralentissement des ondes P et une disparition des ondes S.

• À environ 5100 km de profondeur, la discontinuité de Lehmann correspond à une augmentation de la vitesse des ondes P et à la réapparition des ondes S, indiquant un noyau interne solide.

Compléments

• La zone d’ombre des ondes P se situe entre 105° et 142° de distance angulaire du foyer, tandis que les ondes S ne sont pas enregistrées au-delà de 105°.

💡 Astuce mémo

Gutenberg : S disparaissent ; Lehmann : S réapparaissent

📖 5. Gradient géothermique et transferts thermiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Gradient géothermique : Augmentation de la température interne de la Terre avec la profondeur.

★ À maîtriser

📌 La conduction transfère la chaleur sans déplacement global de matière, tandis que la convection transfère la chaleur avec déplacement de matière.

• Dans le manteau ductile, la chaleur est transférée principalement par convection depuis la base de l’enveloppe vers son sommet.

Compléments

• Lorsque la température augmente, la vitesse des ondes sismiques diminue dans les zones où les roches deviennent plus ductiles.

💡 Astuce mémo

Température croissante → ductilité accrue → convection du manteau

📖 6. Lithosphère et asthénosphère

🔑 Notions clés & Définitions

• Lithosphère : Enveloppe rigide comprenant la croûte et le manteau lithosphérique.
• Asthénosphère : Zone ductile du manteau située sous la lithosphère.

★ À maîtriser

• Le passage entre la lithosphère et l’asthénosphère est associé à une température d’environ 1300 °C.

Compléments

• L’épaisseur indiquée de la lithosphère océanique est de 100 km, tandis que celle de la lithosphère continentale est de 150 km.

• Une plaque lithosphérique plonge dans l’asthénosphère lorsqu’elle s’enfonce dans ce matériau plus mou.

💡 Astuce mémo

Lithosphère rigide, asthénosphère ductile

📖 7. Anomalies thermiques et plaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Anomalie de vitesse : Écart de la vitesse des ondes sismiques par rapport au modèle PREM, interprété comme une hétérogénéité thermique en profondeur.

★ À maîtriser

📌 Les zones froides observées dans le manteau sont interprétées comme des plaques lithosphériques plongeantes, tandis que les zones chaudes correspondent à des remontées de matière chaude.

Compléments

• Le modèle PREM sert de référence pour interpréter les écarts de vitesse des ondes sismiques dans le globe terrestre.

💡 Astuce mémo

Zones froides : plaques plongeantes ; zones chaudes : remontées

📖 8. Structure interne de la Terre

★ À maîtriser

• Les principales enveloppes terrestres sont :
  • la croûte continentale ou océanique
  • le manteau lithosphérique rigide
  • le manteau asthénosphérique ductile
  • le noyau externe liquide
  • le noyau interne solide

Compléments

📌 Les études sismologiques renseignent principalement sur les limites et les états physiques des enveloppes, tandis que les études thermiques révèlent les gradients et les anomalies de température.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des croûtes terrestre

Discontinuités profondes