Fiche de révision : Structure et dynamique interne de la Terre

📋 Plan du Cours

1. unités de connaissance
2. Roches de la croûte océanique
3. Roches continentales et manteau
4. Cristallisation et densité des roches
5. Ondes sismiques et vitesses
6. Discontinuités et structure interne
7. Température et état de la Terre
8. Transferts de chaleur internes

📖 1. unités de connaissance

★ À maîtriser

• La surface de la Terre présente une répartition bimodale des altitudes, avec un domaine continental généralement situé entre 0 et 1 km et un domaine océanique dominé par des plaines abyssales situées vers 3 à 5 km de profondeur.

Compléments

• Les principaux reliefs océaniques sont :
  • les plaines abyssales
  • les dorsales océaniques
  • les plateaux continentaux
  • les fosses océaniques

📖 2. Roches de la croûte océanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Basalte : Roche magmatique volcanique formée par le refroidissement rapide d’une lave au fond de l’océan.
• Gabbro : Roche magmatique plutonique de la croûte océanique, formée par la cristallisation lente d’un magma en profondeur.

📝 Points essentiels

• La croûte océanique est principalement constituée de basaltes et de gabbros, dont la densité est comprise entre 2,8 et 3,1.

💡 Astuce mémo

Basalte en surface, gabbro en profondeur

📖 3. Roches continentales et manteau

🔑 Notions clés & Définitions

• Granite : Roche magmatique plutonique du domaine continental, reconnaissable à sa texture grenue et à ses cristaux de quartz, de feldspaths et de biotite.
• Péridotite : Roche du manteau constituée principalement de cristaux verts d’olivine et de cristaux noirs de pyroxènes.

📝 Points essentiels

• Les roches de la couverture continentale comprennent notamment :
  • le calcaire
  • le grès
  • les argiles
  • le granite
  • le gabbro
  • le schiste
  • le quartzite
  • le marbre

💡 Astuce mémo

Couverture, socle, péridotite

📖 4. Cristallisation et densité des roches

🔑 Notions clés & Définitions

• Densité : La densité d’une roche est le rapport entre la masse de l’échantillon et la masse du même volume d’eau, soit $d = \frac{m_{roche}}{m_{eau}}$.

★ À maîtriser

📌 Le basalte et le gabbro proviennent d’un même magma mais possèdent des textures différentes, car le basalte refroidit rapidement tandis que le gabbro cristallise lentement en profondeur.

Compléments

• La densité mesurée du granite est d’environ 2,6, alors que la densité des roches océaniques étudiées est comprise entre 2,8 et 3,1.

💡 Astuce mémo

Refroidissement rapide → petits cristaux ; refroidissement lent → gros cristaux

📖 5. Ondes sismiques et vitesses

★ À maîtriser

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

📐 Formule - La vitesse de propagation d’une onde se calcule par $v = \frac{d}{t}$.

📌 Les résultats expérimentaux montrent que la vitesse de propagation des ondes augmente généralement lorsque la densité du matériau augmente.

Compléments

• Pour une onde P parcourant 8734 km en 725 s, la vitesse calculée est d’environ 12,1 km/s.

💡 Astuce mémo

P traverse les solides et les fluides, S seulement les solides

📖 6. Discontinuités et structure interne

🔑 Notions clés & Définitions

• Discontinuité de Mohorovicic : Limite entre la croûte terrestre et le manteau supérieur, marquée par une augmentation brutale de la vitesse des ondes sismiques.

★ À maîtriser

• Le Moho se situe généralement entre 10 et 15 km de profondeur sous les océans et autour de 30 à 40 km sous les continents.

Compléments

• La zone d’ombre sismique met en évidence l’existence d’un noyau dont les propriétés et les trajectoires d’ondes diffèrent de celles du manteau ; la discontinuité de Gutenberg se situe vers 1200 km de profondeur selon le cours.

💡 Astuce mémo

Croûte → manteau → noyau

📖 7. Température et état de la Terre

🔑 Notions clés & Définitions

• Gradient géothermique : Augmentation de la température avec la profondeur à l’intérieur de la Terre.

★ À maîtriser

• La température et la pression augmentent avec la profondeur, ce qui peut modifier l’état physique des roches du manteau.

Compléments

• Une expérience à la presse à enclume de diamant permet de soumettre un échantillon à de fortes pressions et températures afin d’étudier les conditions régnant dans la Terre profonde.

💡 Astuce mémo

Profondeur → pression et température croissantes → changement d’état possible

📖 8. Transferts de chaleur internes

★ À maîtriser

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

• Les trois modalités de transfert thermique sont :
  • la conduction
  • le rayonnement
  • la convection

Compléments

• Une modélisation en bécher permet de comparer la diffusion de la chaleur lorsque la source est en surface ou en profondeur et de déterminer si le transfert observé relève plutôt de la conduction ou de la convection.

💡 Astuce mémo

Conduction sans déplacement de matière, convection avec déplacement

📊 Tableaux de synthèse

Principales roches et domaines

Types d’ondes sismiques