Fiche de révision : Structure et dynamique de la Terre

📋 Plan du Cours

1. Les couches internes de la Terre
2. Lithosphère et asthénosphère
3. Ondes sismiques et discontinuités
4. Tectonique des plaques
5. Arguments de la dérive continentale
6. Formation des dorsales océaniques
7. Expansion et recyclage océaniques

📖 1. Les couches internes de la Terre

★ À maîtriser

• La Terre comprend une croûte continentale et une croûte océanique, un manteau supérieur et un manteau inférieur, ainsi qu’un noyau externe et une graine (noyau interne).

📌 Le noyau externe, composé de fer et de nickel, est liquide entre environ 2 900 et 5 150 km de profondeur, tandis que la graine, également composée de fer et de nickel, est solide entre environ 5 150 et 6 371 km.

Compléments

• La croûte continentale, composée de granites et de gneiss, s’étend jusqu’à environ 30 à 70 km de profondeur et a une densité d’environ 2,7.

• La croûte océanique, composée de basaltes et de gabbros, atteint environ 7 km de profondeur et a une densité d’environ 2,9.

📖 2. Lithosphère et asthénosphère

🔑 Notions clés & Définitions

• Asthénosphère : L’asthénosphère est une partie du manteau située approximativement entre 100 et 700 km de profondeur, ductile et partiellement fondue à environ 1 %.

★ À maîtriser

📌 Le découpage chimique distingue croûte, manteau et noyau selon leur composition, tandis que le découpage mécanique distingue notamment lithosphère et asthénosphère selon leur comportement.

• La lithosphère, formée de la croûte et de la partie supérieure du manteau, est rigide et cassante et mesure environ 100 km d’épaisseur sous les océans et 200 km sous les continents.

Compléments

• La lithosphère flotte sur l’asthénosphère par isostasie, et la lithosphère océanique, plus dense que la continentale, s’enfonce plus facilement en subduction.

• La lithosphère océanique associe une croûte de basalte et de gabbro à un manteau lithosphérique, tandis que la lithosphère continentale associe une croûte granitique à un manteau lithosphérique.

💡 Astuce mémo

La lithosphère rigide se déplace sur l’asthénosphère ductile.

📖 3. Ondes sismiques et discontinuités

★ À maîtriser

• Les séismes génèrent des ondes dont la vitesse, la réfraction et la réflexion renseignent sur la structure interne de la Terre.

📌 Les ondes P sont longitudinales, traversent les solides et les liquides et se propagent à 6–13 km/s, tandis que les ondes S sont transversales, ne traversent que les solides et se propagent à 3–7 km/s.

• L’absence d’ondes S au-delà du noyau externe montre que celui-ci est liquide.

Compléments

• Les discontinuités sismiques sont repérées par des changements brusques de vitesse des ondes : le Moho sépare croûte et manteau vers 7 km sous l’océan ou 30 à 70 km sous les continents, Gutenberg sépare manteau et noyau externe vers 2 900 km, et Lehmann sépare noyau externe et graine vers 5 150 km.

📖 4. Tectonique des plaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Tectonique des plaques : La tectonique des plaques décrit le déplacement relatif d’une douzaine de plaques lithosphériques rigides sur l’asthénosphère.

★ À maîtriser

• Les courants de convection du manteau, alimentés par la chaleur interne de la Terre, sont le moteur des déplacements des plaques.

📌 À une limite divergente, les plaques s’éloignent et créent de la lithosphère, tandis qu’à une limite convergente, elles se rapprochent et provoquent subduction ou collision avec destruction de lithosphère.

Compléments

• À une limite transformante, les plaques coulissent l’une contre l’autre et produisent des failles décrochantes et des séismes, comme à la faille de San Andreas.

• Les plaques se déplacent typiquement de 1 à 15 cm/an ; l’Atlantique s’ouvre d’environ 2,5 cm/an et le Pacifique de 10 à 15 cm/an.

📖 5. Arguments de la dérive continentale

★ À maîtriser

• Les arguments de la dérive continentale comprennent l’emboîtement des côtes africaines et sud-américaines, des fossiles identiques comme Mesosaurus et Glossopteris sur des continents séparés, la continuité de chaînes et de formations rocheuses, des indices paléoclimatiques, des anomalies magnétiques symétriques aux dorsales et les mesures GPS des déplacements actuels.

• Wegener a défendu la dérive des continents en 1912, mais n’en a pas proposé le bon mécanisme.

Compléments

• La tectonique des plaques a été acceptée dans les années 1960 après la découverte des dorsales, du paléomagnétisme et de la subduction.

📖 6. Formation des dorsales océaniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Dorsale océanique : Une dorsale océanique est une chaîne de montagnes sous-marine située à une limite divergente, où le magma remontant de l’asthénosphère refroidit et forme de la lithosphère océanique.

★ À maîtriser

• Le refroidissement rapide du magma basaltique en surface forme du basalte, tandis que son refroidissement lent en profondeur forme du gabbro.

Compléments

📌 Le basalte et le gabbro ont la même composition chimique, mais le basalte présente une structure microlitique à cristaux fins et le gabbro une structure grenue à gros cristaux.

• La dorsale médio-atlantique mesure environ 16 000 km et possède un rift central correspondant à une vallée d’effondrement au sommet.

💡 Astuce mémo

Le magma refroidit : vite en surface, il forme du basalte ; lentement en profondeur, du gabbro.

📖 7. Expansion et recyclage océaniques

★ À maîtriser

• En refroidissant, les basaltes enregistrent l’orientation du champ magnétique terrestre ; les inversions périodiques de ce champ produisent des bandes d’anomalies magnétiques symétriques de part et d’autre des dorsales, témoignant de l’écartement du plancher océanique.

• Le plancher océanique est d’autant plus vieux qu’on s’éloigne de la dorsale et atteint environ 200 Ma près des zones de subduction.

📌 La création de lithosphère aux dorsales est compensée par sa destruction dans les zones de subduction, de sorte que la surface totale de la Terre reste constante.

Compléments

• Il n’existe pas de plancher océanique de plus d’environ 200 Ma, car il est recyclé par subduction.

💡 Astuce mémo

La lithosphère se crée aux dorsales et se détruit en subduction.

📊 Tableaux de synthèse

Limites des plaques