Fiche de révision : Structure et dynamique de la Terre

📋 Plan du Cours

1. Propagation des ondes sismiques
2. Discontinuité de Mohorovičić
3. Croûtes continentale et océanique
4. Roches et textures de la croûte
5. Structure interne et comportement lithosphérique
6. Indices des mouvements des plaques
7. Zealandia, continent émergent

📖 1. Propagation des ondes sismiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Séisme : Rupture brutale des roches en profondeur qui libère au foyer une énergie se propageant dans toutes les directions sous forme d’ondes sismiques, faisant trembler le sol et provoquant des déplacements durables.

★ À maîtriser

• La vitesse des ondes sismiques dans un milieu dépend de la densité et de la rigidité des matériaux qui le constituent.

📌 Les ondes P sont des ondes de compression et de dilatation, dont les vibrations sont parallèles à leur propagation ; elles traversent les solides, les liquides et les gaz.

📌 Les ondes S sont des ondes de cisaillement, dont les vibrations sont perpendiculaires à leur propagation ; elles traversent uniquement les solides.

Compléments

• Dans la croûte, les ondes P se déplacent à environ 6 km/s et arrivent les premières.

• Dans la croûte, les ondes S se déplacent à environ 3,5 km/s et arrivent en deuxième.

• Les ondes sismiques se comportent comme des rayons lumineux et suivent les lois de Descartes.

💡 Astuce mémo

P pousse dans l’axe ; S cisaille de travers

📖 2. Discontinuité de Mohorovičić

★ À maîtriser

• En 1909, Mohorovičić met en évidence la séparation entre la croûte et le manteau.

• La discontinuité de Mohorovičić, ou Moho, est la limite entre la croûte terrestre et le manteau, où la vitesse des ondes augmente brutalement.

Compléments

• Mohorovičić observe que les ondes P et S d’un séisme arrivent en deux groupes successifs.

• Les deux groupes d’ondes observés par Mohorovičić indiquent que certaines ondes suivent un trajet direct tandis que d’autres sont réfléchies ou réfractées.

• Les données sismologiques ont permis d’élaborer un modèle global de la structure interne de la Terre, le PREM (Preliminary Reference Earth Model).

💡 Astuce mémo

Deux groupes d’ondes → trajets différents → Moho

📖 3. Croûtes continentale et océanique

★ À maîtriser

📌 La croûte continentale a une épaisseur moyenne de 30 km, tandis que celle de la croûte océanique est de 7 à 10 km.

• La surface terrestre présente une répartition bimodale des altitudes, qui met en évidence les deux types de croûte et s’explique par leurs différences de densité et d’épaisseur.

Compléments

• La croûte continentale la plus ancienne date du Précambrien et atteint 4 Ga.

• La croûte océanique la plus ancienne date d’environ 200 Ma.

• La croûte continentale présente une grande diversité de roches et une répartition très aléatoire de l’âge des terrains à sa surface.

• La croûte océanique présente une faible diversité de roches et l’âge de ses terrains est lié à leur distance à la dorsale.

• La croûte continentale a une masse volumique moyenne de 2,7, tandis que celle de la croûte océanique est de 2,9.

• La croûte continentale comprend notamment du gneiss et du granite, tandis que la croûte océanique comprend du gabbro et du basalte.

💡 Astuce mémo

Continent épais et ancien ; océan mince et plus jeune

📖 4. Roches et textures de la croûte

★ À maîtriser

• Les roches plutoniques sont magmatiques et présentent une texture grenue, tandis que les roches volcaniques sont magmatiques et présentent une texture microlithique.

Compléments

• La texture grenue résulte d’un refroidissement lent de la roche plutonique.

• La texture microlithique résulte d’un refroidissement rapide de la roche volcanique.

• Les roches sédimentaires se forment par :

  • érosion physique ou chimique
  • transport
  • sédimentation

• Les roches métamorphiques sont transformées sous l’effet de la pression et de la température.

• Le verre volcanique correspond à une matière dont les minéraux ne forment pas de cristaux.

💡 Astuce mémo

Refroidissement lent : grenue ; rapide : microlithique

📖 5. Structure interne et comportement lithosphérique

★ À maîtriser

• La structure interne comprend :
  • la croûte
  • le manteau lithosphérique
  • le manteau asthénosphérique
  • le noyau externe liquide
  • le noyau interne solide

📌 La lithosphère a un comportement cassant, tandis que l’asthénosphère présente un comportement ductile, c’est-à-dire une déformation lente sans rupture brutale.

Compléments

• La limite de Gutenberg et la limite de Lehmann figurent parmi les limites internes de la Terre identifiées dans le schéma.

• La LVZ (Low Velocity Zone) est une zone de faible vitesse des ondes sismiques située dans l’asthénosphère, sous la lithosphère.

💡 Astuce mémo

Lithosphère cassante ; asthénosphère ductile

📖 6. Indices des mouvements des plaques

★ À maîtriser

• Les indices de mouvements des plaques comprennent : les anomalies magnétiques, les mesures géodésiques, l’âge des roches et l’épaisseur des sédiments en fonction de la distance à la dorsale, les alignements volcaniques liés aux points chauds, les fossiles et espèces actuelles, la correspondance géométrique des continents, la répartition des séismes aux limites des plaques

Compléments

• L’emboîtement géométrique des continents constitue un indice des mouvements des plaques.

• La présence de fossiles de Mésosaurus sur des continents aujourd’hui séparés constitue un indice de leur ancien rapprochement.

• Une balise GPS permet de suivre les mouvements des plaques par des mesures géodésiques.

📖 7. Zealandia, continent émergent

★ À maîtriser

• Zealandia, situé entre la Nouvelle-Zélande et la Nouvelle-Calédonie, est présenté par des géologues néo-zélandais, américains et australiens comme un septième continent.

Compléments

• Zealandia a une superficie de 5 millions de km².

• Zealandia contient des roches présentes dans la croûte continentale.

• Zealandia présente une épaisseur et une masse volumique semblables à celles de la croûte continentale.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des croûtes terrestre