Fiche de révision : Structure et dynamique interne de la Terre

📋 Plan du Cours

1. Altitudes et nature des croûtes
2. Ondes sismiques et séismes
3. Discontinuités sismiques internes
4. Gradient géothermique et LVZ

📖 1. Altitudes et nature des croûtes

🔑 Notions clés & Définitions

• Granite : Roche entièrement cristallisée, principalement composée de quartz, de feldspaths et de micas, dont les cristaux jointifs visibles à l’œil nu forment une structure grenue.

★ À maîtriser

• La bimodalité des altitudes terrestres s’explique notamment par l’existence de croûtes continentale et océanique de nature, d’épaisseur et de densité différentes.

• Le granite et le gabbro sont des roches magmatiques plutoniques à structure grenue, formées par le refroidissement lent du magma en profondeur.

• La croûte océanique est principalement constituée de basaltes et de gabbros, de composition identique, dominée par les feldspaths plagioclases et les pyroxènes.

📌 Le basalte contient des microlites dispersés dans une pâte vitreuse, formant une structure microlitique qui témoigne d’un refroidissement rapide du magma en surface et d’une roche magmatique volcanique.

📌 La croûte océanique est plus mince et plus dense que la croûte continentale, ce qui contribue à expliquer les deux niveaux moyens d’altitude à la surface de la Terre.

Compléments

• La profondeur moyenne des fonds océaniques est d’environ 3800 m sous le niveau marin.

💡 Astuce mémo

Croûte continentale épaisse et moins dense, croûte océanique mince et plus dense

📖 2. Ondes sismiques et séismes

🔑 Notions clés & Définitions

• Séisme : Vibration du sol provoquée par la rupture brutale de roches soumises à des contraintes.

★ À maîtriser

• L’énergie libérée par un séisme se propage sous forme d’ondes sismiques, notamment d’ondes de volume P et S.

📌 Les ondes P sont rapides et correspondent à des mouvements de dilatation et de compression ; elles traversent les milieux solides et liquides.

📌 Les ondes S sont lentes, correspondent à une oscillation verticale et traversent uniquement les milieux solides.

• Les ondes sismiques permettent d’étudier indirectement l’intérieur de la Terre, inaccessible à l’observation directe.

Compléments

• Les ondes de surface se propagent le long de la surface du globe et ont une forte amplitude.

📖 3. Discontinuités sismiques internes

🔑 Notions clés & Définitions

• Discontinuité sismique : Limite interne de la Terre séparant deux enveloppes de propriétés physiques ou de composition différentes, marquée par une modification brutale de la vitesse ou de la trajectoire des ondes.

★ À maîtriser

• L’analyse de la vitesse des ondes sismiques renseigne sur la rigidité, la densité et l’état solide ou liquide des matériaux traversés ; généralement, un matériau plus froid est plus rigide et transmet plus rapidement les ondes qu’un matériau chaud.

• La discontinuité de Gutenberg se situe vers 2900 km de profondeur.

• À la discontinuité de Gutenberg, la forte réfraction des ondes P révèle un changement de milieu et l’absence d’ondes S indique que le noyau externe est liquide.

Compléments

• À 20 °C, la péridotite transmet les ondes à 7500 m/s ; la paraffine les transmet à 1750 m/s à 5 °C et à 1272 m/s à 20 °C.

• Les variations de vitesse et de trajectoire des ondes sismiques révèlent les discontinuités entre enveloppes terrestres et renseignent notamment sur leur état solide ou liquide.

💡 Astuce mémo

Changement de milieu → variation de vitesse ou de trajectoire des ondes

📖 4. Gradient géothermique et LVZ

🔑 Notions clés & Définitions

• Gradient géothermique : Augmentation de la température avec la profondeur.

★ À maîtriser

• Le gradient géothermique moyen est de 30 °C/km dans la croûte terrestre et devient plus faible dans le manteau convectif.

📌 Le transfert thermique se fait par conduction dans la lithosphère rigide et par convection dans le manteau, ce qui explique la différence de gradient géothermique entre ces zones.

📌 Dans la LVZ, les roches restent majoritairement solides mais deviennent moins rigides et plus déformables, ce qui ralentit les ondes sismiques, surtout les ondes S et, dans une moindre mesure, les ondes P.

• La LVZ ne correspond pas à un changement de composition chimique : la partie mantellique de la lithosphère et l’asthénosphère sont toutes deux principalement constituées de péridotites.

Compléments

• Dans la LVZ, la température se rapproche du point de fusion des roches, autour de 1200 °C.

📊 Tableaux de synthèse

Propriétés des ondes sismiques