Fiche de révision : Structure et dynamique du globe

📋 Plan du Cours

1. Séismes et mesures sismologiques
2. Ondes sismiques et discontinuités
3. Lithosphère, asthénosphère et LVZ
4. Gradients et transferts thermiques
5. Convection mantellique et anomalies
6. Restitution organisée au baccalauréat

📖 1. Séismes et mesures sismologiques

★ À maîtriser

📌 Le sismographe est l’appareil de mesure, tandis que le sismogramme est l’enregistrement graphique obtenu.

• Les séismes d’intensité généralement modérée en France métropolitaine s’expliquent par la réactivation de grandes failles formées il y a environ 300 à 400 millions d’années, tandis que les séismes majeurs actuels se produisent à proximité des bordures de plaques tectoniques.

• Une station sismologique moderne utilise trois capteurs orientés selon des axes différents pour enregistrer le déplacement terrestre en trois dimensions.

Compléments

📌 Le sismoscope de Zhang Heng détermine les mouvements du sol et leur direction, mais ne permet pas de les quantifier.

• Les trois composantes sismologiques sont :
  • la verticale Z
  • le nord-sud N ou N-S
  • l’est-ouest E ou E-W

📖 2. Ondes sismiques et discontinuités

★ À maîtriser

• Trois enregistrements issus d’une même station permettent de recomposer le mouvement du sol en trois dimensions et de séparer les différentes ondes sismiques.

Compléments

• Dans l’hypothèse proposée pour expliquer deux trains d’ondes P, un train suit une trajectoire directe du foyer au sismographe et l’autre atteint une discontinuité avant d’être réfléchi vers le sismographe.

• Pour un séisme de surface où le foyer et l’épicentre sont confondus, la profondeur d’une discontinuité peut être recherchée à partir de la vitesse des ondes V, du temps d’arrivée des ondes réfléchies t et de la distance foyer-sismographe d1.

📖 3. Lithosphère, asthénosphère et LVZ

🔑 Notions clés & Définitions

• LVZ : Zone où la vitesse des ondes sismiques diminue généralement à une profondeur de 100 à 200 km.
• Lithosphère : Ensemble des roches rigides et cassantes situées au-dessus de la LVZ ; elle comprend la croûte et la partie rigide du manteau appelée manteau lithosphérique.
• Asthénosphère : Constituée des roches ductiles, donc déformables, situées sous la limite associée à la LVZ.

★ À maîtriser

• La LVZ se situe au niveau de l’isotherme 1300°C, qui marque une limite rhéologique de la péridotite.

Compléments

• La péridotite est la roche constitutive du manteau la plus abondante dans le globe terrestre.

💡 Astuce mémo

Lithosphère rigide au-dessus, asthénosphère ductile au-dessous

📖 4. Gradients et transferts thermiques

★ À maîtriser

• Une extrapolation linéaire de 35°C par kilomètre jusqu’au centre terrestre situé à 4600 km donnerait 161 000°C, alors que la température réelle indiquée est d’environ 6000°C.

• Le gradient géothermique est élevé dans la lithosphère, autour de 30°C/km, et faible dans l’asthénosphère, inférieur à 0,5°C/km.

📌 La conduction répartit la chaleur peu efficacement, avec un gradient thermique élevé, tandis que la convection la répartit efficacement et rend la température plus homogène verticalement.

Compléments

• Dans l’exemple présenté, la température atteint 70°C à 2000 m de profondeur, soit une augmentation de 35°C par kilomètre.

💡 Astuce mémo

Conduction : gradient fort ; convection : gradient faible

📖 5. Convection mantellique et anomalies

📝 Points essentiels

• De légères anomalies de vitesse des ondes sismiques par rapport au modèle PREM révèlent que le manteau terrestre est thermiquement hétérogène.

• La convection thermique du manteau se manifeste par des mouvements chauds ascendants, notamment sous les dorsales, et des mouvements froids descendants dans les zones de subduction.

💡 Astuce mémo

Convection mantellique → mouvements chauds et froids du manteau

📖 6. Restitution organisée au baccalauréat

★ À maîtriser

📌 Une restitution organisée doit appuyer son argumentation au moins une fois sur une observation, une expérience ou un exemple, éventuellement fourni par un document.

Compléments

• 🔄 La préparation d’une restitution organisée suit ces étapes :

  1. Cadrer le sujet et repérer les notions pertinentes
  2. Structurer au brouillon les parties et les mots-clés
  3. Rédiger sans rédiger intégralement au brouillon

• L’introduction d’une restitution organisée comporte une accroche, la définition des mots utiles à la compréhension et l’énoncé clair de la problématique ; une notion centrale visée par la problématique peut être définie en conclusion plutôt qu’en introduction.

• Des représentations graphiques pertinentes, notamment des schémas, peuvent être intégrées à la réponse et sont généralement valorisées, en particulier en conclusion.

📌 Pour traiter le sujet, chaque mot de l’énoncé compte et les précisions éventuelles en italique aident à en délimiter le cadre.

💡 Astuce mémo

Cadrer le sujet, structurer, argumenter, conclure par un schéma