Fiche de révision : Structure interne de la Terre

📋 Plan du Cours

1. Méthodes d’étude du sous-sol
2. Relief et cartes géologiques
3. Identifier et comparer les roches
4. Composition des croûtes terrestres
5. Ondes sismiques et structure du globe
6. Modèle global et séismes
7. Forages et température interne

📖 1. Méthodes d’étude du sous-sol

★ À maîtriser

• Les sondes et les forages permettent d’obtenir des informations directes sur la structure et la nature du sous-sol terrestre.

• 🔄 La réalisation d’un profil altimétrique suit trois étapes:

  1. Tracer une droite de A vers B sur la carte géologique
  2. Reporter les altitudes rencontrées
  3. Représenter les altitudes sur un graphique

Compléments

• Le forage de Kota a atteint environ 12 km de profondeur.

• L’étude technologique en géologie consiste à repérer sur un profil tomographique les zones présentant la même masse et à les colorier avec des couleurs différentes.

💡 Astuce mémo

Surface → sondes → ondes sismiques

📖 2. Relief et cartes géologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Lignes de même altitude : Les lignes de même altitude relient sur une carte géologique des points ayant la même altitude.

★ À maîtriser

📌 Une plaine correspond à un terrain relativement plat, tandis qu’une montagne se caractérise par une variation altimétrique importante.

Compléments

• Les cartes géologiques de France renseignent sur les types de roches majoritairement présents à l’affleurement.

💡 Astuce mémo

Plaine = relief faible ; montagne = relief marqué

📖 3. Identifier et comparer les roches

🔑 Notions clés & Définitions

• Texture : Correspond à la taille des minéraux qui la composent et constitue un critère de comparaison valable.

★ À maîtriser

📌 Le granite est une roche généralement claire et continentale, le basalte est une roche noire du domaine océanique, et la péridotite est une roche du manteau.

• La couleur des roches peut être utilisée comme critère, mais elle ne suffit pas à elle seule pour les identifier.

📐 Formule — La masse volumique d’un échantillon vérifie $\rho = \frac{m}{V}$, où m est sa masse et V son volume.

Compléments

• Les trois catégories de couleur sont:
  • Leucocrate : blanc à gris clair
  • Mésocrate : gris clair à gris foncé
  • Mélanocrate : gris foncé à noir

📐 Formule — La densité d’une roche vérifie $d = \frac{\rho}{\rho_{eau}}$, avec $\rho_{eau}=1\ \text{g/ml}$.

• Pour mesurer le volume d’une roche par immersion, on relève le volume initial dans une éprouvette, on immerge l’échantillon, puis on calcule la différence entre les deux volumes.

💡 Astuce mémo

Granite continental, basalte océanique, péridotite mantellique

📖 4. Composition des croûtes terrestres

🔑 Notions clés & Définitions

• Roches sédimentaires : Roches que l’on retrouve principalement à la surface en France.
• Roches métamorphiques : Formées par transformation et se trouvent majoritairement à l’affleurement des montagnes.

★ À maîtriser

📌 Les roches magmatiques se divisent en roches volcaniques formées en surface et roches plutoniques formées en profondeur.

• La croûte continentale mesure environ 30 à 60 km d’épaisseur et contient majoritairement du granite, même si les roches sédimentaires dominent localement à la surface.

• La croûte océanique mesure environ 2 à 5 km d’épaisseur et est constituée de basalte en surface et de gabbro en profondeur.

Compléments

• Le granite contient notamment du quartz, des feldspaths et des micas, tandis que le basalte et le gabbro contiennent principalement des plagioclases et des pyroxènes, avec parfois de l’olivine.

💡 Astuce mémo

Océanique : basalte → gabbro ; continentale : granite dominant

📖 5. Ondes sismiques et structure du globe

★ À maîtriser

📐 Formule — La vitesse de propagation d’une onde vérifie $v = \frac{d}{t}$.

• Les ondes P sont des ondes de compression capables de traverser les milieux solides, liquides et gazeux.

• Les ondes S sont des ondes de cisaillement qui ne se propagent que dans les milieux solides.

• Une variation brutale de la vitesse des ondes sismiques indique une discontinuité correspondant à un changement de composition et de couche terrestre.

• La discontinuité de Moho sépare la croûte du manteau, la discontinuité de Gutenberg sépare le manteau du noyau externe et la discontinuité de Lehmann sépare le noyau externe du noyau interne.

Compléments

• La zone de faible vitesse, ou LVZ, se situe approximativement entre 400 et 1000 km de profondeur et sépare la lithosphère cassante de l’asthénosphère ductile.

• Vers 700 km de profondeur, une variation de vitesse sépare le manteau supérieur du manteau inférieur sans constituer une discontinuité majeure.

💡 Astuce mémo

Changement de vitesse → discontinuité → changement de couche

📖 6. Modèle global et séismes

🔑 Notions clés & Définitions

• Lithosphère : Composée de la croûte et de la partie supérieure du manteau supérieur.
• Foyer : Point en profondeur où commence la rupture de la roche et d’où partent les ondes sismiques.
• Épicentre : Point de la surface terrestre situé à la verticale ou au plus près du foyer et fortement affecté par le séisme.

★ À maîtriser

• Le noyau externe est liquide car les ondes S n’y sont pas détectées, tandis que le noyau interne est solide car les ondes S y sont présentes.

Compléments

• La lithosphère océanique est moins épaisse que la lithosphère continentale en raison de la différence d’épaisseur des croûtes et de leurs altitudes moyennes.

• Les deux altitudes terrestres les plus fréquentes sont environ 0 m pour le domaine continental et −6500 m pour le plancher océanique.

💡 Astuce mémo

Foyer → ondes → épicentre

📖 7. Forages et température interne

★ À maîtriser

• Les observations réalisées par forage montrent que la température augmente avec la profondeur.

Compléments

• Le modèle de la structure interne du globe établi à partir des ondes sismiques est appelé PREM, pour Preliminary Reference Earth Model.

• Le forage de Kota s’est arrêté à environ 12 km parce que la température devenait trop élevée.

💡 Astuce mémo

Profondeur croissante → température croissante

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des croûtes terrestres

Types d’ondes sismiques