Fiche de révision : Structure et roches de la Terre

📋 Plan du Cours

1. Contraste entre océans et continents
2. Familles et textures des roches
3. Croûtes océanique et continentale
4. Ondes sismiques et discontinuités
5. Modèle interne de la Terre
6. Lithosphère et asthénosphère
7. Roches caractéristiques observées

📖 1. Contraste entre océans et continents

🔑 Notions clés & Définitions

• Séisme : Série de secousses du sol provoquées par la libération soudaine d’énergie lors de la rupture brutale de roches en profondeur.

📝 Points essentiels

• La répartition des altitudes terrestres est bimodale, avec deux maxima de fréquence qui traduisent l’existence de deux types de croûte.

• Les continents présentent généralement des altitudes comprises entre 0 et 1000 m, tandis que les océans présentent généralement des altitudes comprises entre -4000 et -5000 m.

💡 Astuce mémo

Océan profond et basaltique, continent plus élevé et granitique

📖 2. Familles et textures des roches

🔑 Notions clés & Définitions

• Roches magmatiques : Formées par refroidissement d’un magma.
• Roches sédimentaires : Formées par solidification de sédiments déposés sous l’eau, comme le calcaire et la craie.
• Roches métamorphiques : Résultent de la modification à l’état solide d’une roche préexistante sous l’effet de la température et/ou de la pression, comme le schiste et le gneiss.

📝 Points essentiels

📌 Les roches volcaniques refroidissent rapidement en surface et sont hémicristallines, tandis que les roches plutoniques refroidissent lentement en profondeur et sont holocristallines.

💡 Astuce mémo

Refroidissement rapide : microlites ; refroidissement lent : gros cristaux

📖 3. Croûtes océanique et continentale

★ À maîtriser

• La croûte océanique est constituée de sédiments et de basaltes en surface, puis de gabbros en profondeur.

• La croûte continentale est très variée en surface, avec des roches sédimentaires, magmatiques et métamorphiques, tandis que sa profondeur est principalement granitique.

• La croûte océanique a une épaisseur d’environ 7 km et la croûte continentale une épaisseur moyenne de 30 km, comprise entre 10 et 70 km.

Compléments

• La croûte océanique est âgée de 0 à 200 Ma, tandis que la croûte continentale peut atteindre 541 Ma.

📖 4. Ondes sismiques et discontinuités

🔑 Notions clés & Définitions

• Foyer : Lieu profond où les tensions accumulées provoquent la rupture des roches et libèrent l’énergie du séisme.
• Épicentre : Point de la surface terrestre situé à la verticale du foyer, où les dégâts sont les plus importants.

★ À maîtriser

📌 À une discontinuité, une onde sismique est simultanément réfléchie et réfractée, et sa trajectoire change lorsqu’elle passe dans un milieu différent.

• La discontinuité de Gutenberg se situe vers 2900 km de profondeur et sépare le manteau solide du noyau externe liquide.

📌 Les ondes P sont les plus rapides, de compression-dilatation et capables de se propager dans les solides et les fluides, tandis que les ondes S sont de cisaillement et ne se propagent que dans les solides.

Compléments

📐 Formule — D’après les lois de Descartes, un rayon réfléchi vérifie $i_1=i_2$ et un rayon réfracté vérifie $\sin r=\frac{V_2}{V_1}$ ; si $V_1<V_2$, alors $i_1<r$.

• Les ondes L sont des ondes de surface, les plus lentes, de forte amplitude, qui se propagent dans les couches superficielles de la Terre.

💡 Astuce mémo

Foyer → épicentre → station

📖 5. Modèle interne de la Terre

★ À maîtriser

• La vitesse des ondes sismiques augmente lorsque la densité du matériau traversé augmente et diminue lorsque sa température augmente.

• Le modèle PREM utilise la propagation et la vitesse des ondes sismiques pour identifier l’état, la densité, la température et les discontinuités des couches terrestres.

• La Terre est organisée en:

  • croûte
  • manteau supérieur
  • manteau inférieur
  • noyau externe
  • noyau interne

• L’arrêt des ondes S vers 2900 km indique que le noyau externe n’est pas solide.

Compléments

• La discontinuité de Lehmann se situe vers 5150 km de profondeur et sépare le noyau externe du noyau interne.

💡 Astuce mémo

Croûte → manteau → noyau externe → noyau interne

📖 6. Lithosphère et asthénosphère

🔑 Notions clés & Définitions

• Lithosphère : Couche superficielle solide et cassante de la Terre, comprenant la croûte et la partie supérieure du manteau supérieur.
• Asthénosphère : Partie restante du manteau supérieur, située au-delà de l’isotherme 1300 °C, solide mais ductile.

★ À maîtriser

📌 La limite lithosphère-asthénosphère correspond à un changement de comportement mécanique de la péridotite et non à un changement de matériau.

Compléments

• La lithosphère comprend la croûte océanique ou continentale et le manteau lithosphérique, tandis que l’asthénosphère correspond au manteau asthénosphérique.

💡 Astuce mémo

Lithosphère cassante, asthénosphère ductile

📖 7. Roches caractéristiques observées

★ À maîtriser

• Le basalte est une roche magmatique volcanique hémicristalline de la croûte océanique, de densité 2,9, contenant notamment de l’olivine, du pyroxène et des microlites de plagioclase.

• Le gabbro est une roche magmatique plutonique holocristalline de la croûte océanique, de densité 3.

• Le granite est une roche magmatique plutonique holocristalline, principale roche de la croûte continentale, de densité 2,7.

Compléments

• La péridotite est la roche du manteau et sa densité est de 3,2 ; elle contient notamment de l’olivine et du pyroxène.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des croûtes terrestre