Fiche de révision : Dynamique interne du globe

📋 Plan du Cours

1. Tectonique des plaques et reliefs
2. Structure et roches de la croûte
3. Ondes sismiques et propagation
4. Discontinuité de Mohorovičić
5. Manteau et noyau terrestres
6. Lithosphère et asthénosphère
7. Modèle PREM du globe
8. Organisation thermique terrestre

📖 1. Tectonique des plaques et reliefs

🔑 Notions clés & Définitions

• Tectonique des plaques : Modèle actuel du fonctionnement de la Terre, selon lequel les plaques lithosphériques se déplacent sur l’asthénosphère.

★ À maîtriser

• La surface du globe présente une répartition bimodale des altitudes avec un domaine continental de relief positif, majoritairement autour de +300 m, et un domaine océanique de relief négatif, majoritairement autour de −600 m.

Compléments

• Les dorsales océaniques sont des chaînes de montagnes sous-marines larges de 2 000 à 3 000 km et continues d’un océan à l’autre sur plus de 60 000 km.

• Les fosses océaniques sont des dépressions linéaires pouvant atteindre −11 000 m et longeant certains continents entre le plateau continental et la plaine abyssale.

💡 Astuce mémo

Reliefs positifs continentaux contre reliefs négatifs océaniques

📖 2. Structure et roches de la croûte

🔑 Notions clés & Définitions

• Roche : Solide résultant de l’assemblage d’un ou de plusieurs minéraux.

📝 Points essentiels

• Les trois grandes catégories de roches sont:

  • les roches sédimentaires, issues du dépôt et de la transformation de sédiments
  • les roches magmatiques, issues du refroidissement et de la cristallisation d’un magma
  • les roches métamorphiques, issues de la transformation à l’état solide d’autres roches

• La croûte continentale est globalement granitique et sa densité moyenne est de 2,4.

• La croûte océanique comprend, de la surface vers la profondeur:

  • des sédiments océaniques
  • du basalte
  • du gabbro

💡 Astuce mémo

Granite continental, basalte-gabbro océanique

📖 3. Ondes sismiques et propagation

🔑 Notions clés & Définitions

• Séisme : Libération soudaine d’énergie résultant de la rupture de roches soumises à des contraintes.

★ À maîtriser

📌 Les ondes P sont les plus rapides et se propagent dans tous les milieux, tandis que les ondes S sont plus lentes et se propagent uniquement dans les milieux solides.

Compléments

📐 Formule — Lors d’une réfraction, les angles et les vitesses des ondes vérifient $\frac{\sin i_1}{\sin i_2}=\frac{V_1}{V_2}$.

• La vitesse des ondes sismiques augmente généralement avec la densité et la pression dans un milieu homogène.

💡 Astuce mémo

P-S-L : rapides, solides, lentes

📖 4. Discontinuité de Mohorovičić

🔑 Notions clés & Définitions

• Discontinuité de Mohorovičić : La discontinuité de Mohorovičić, ou Moho, est la limite entre la croûte terrestre et le manteau, située en moyenne à 4 km sous les océans et à 30 km sous les continents.

★ À maîtriser

• Le passage du Moho provoque une accélération brutale des ondes sismiques, ce qui révèle un changement de nature des roches.

Compléments

• La roche caractéristique du manteau est la péridotite.

💡 Astuce mémo

Changement de roches → accélération des ondes

📖 5. Manteau et noyau terrestres

★ À maîtriser

• En 1912, Gutenberg met en évidence une zone d’ombre sismique d’environ 3 000 km, révélant une discontinuité située vers 2 900 km de profondeur entre le manteau et le noyau.

📌 À la discontinuité de Gutenberg, la vitesse des ondes P chute et les ondes S sont stoppées, ce qui montre que le noyau externe est liquide au moins dans sa partie superficielle.

• La discontinuité située à 5 100 km de profondeur sépare le noyau externe liquide du noyau interne, ou graine, solide.

Compléments

• Dans le manteau et le noyau, la vitesse des ondes sismiques augmente avec la profondeur en raison de l’augmentation de la densité et de la pression.

💡 Astuce mémo

Ondes S arrêtées dans le noyau externe, transmises dans la graine

📖 6. Lithosphère et asthénosphère

🔑 Notions clés & Définitions

• Lithosphère : Unité froide et rigide qui recouvre le globe et peut s’enfoncer dans l’asthénosphère au niveau des fosses océaniques.
• Subduction : Enfoncement de la lithosphère océanique dans l’asthénosphère.

★ À maîtriser

• La limite inférieure de la lithosphère correspond généralement à l’isotherme de 1 300 °C, température à laquelle les péridotites deviennent ductiles dans l’asthénosphère.

Compléments

• Le plan de Bénioff correspond à une zone inclinée de foyers sismiques près des fosses océaniques et permet d’estimer l’épaisseur de la lithosphère plongeante à environ 100 km.

💡 Astuce mémo

Refroidissement → rigidité lithosphérique → subduction

📖 7. Modèle PREM du globe

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle PREM : Modèle de la structure interne de la Terre fondé sur l’étude du trajet et de la vitesse des ondes sismiques.

★ À maîtriser

• Le modèle PREM représente la Terre comme des enveloppes concentriques séparées par des discontinuités.

Compléments

📌 Le découpage chimique de la Terre repose sur la composition des matériaux, alors que le découpage mécanique repose sur leur état physique.

📖 8. Organisation thermique terrestre

📝 Points essentiels

• L’énergie thermique interne est notamment attestée par:
  • les geysers
  • certaines sources thermales chaudes
  • la chaleur ressentie dans les mines

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des croûtes terrestre