Fiche de révision : Structure interne de la Terre

📋 Plan du Cours

1. Contraste entre continents et océans
2. Roches des croûtes terrestres
3. Ondes sismiques et sismogrammes
4. Propagation et vitesse des ondes
5. Enveloppes et discontinuités terrestres
6. Plaques et chaleur terrestre

📖 1. Contraste entre continents et océans

★ À maîtriser

• Le domaine continental a une altitude moyenne d’environ +300 m et s’étend, de −50 m à environ +8 800 m.

• Le domaine océanique présente une profondeur moyenne d’environ −4 000 m dans une partie du cours et d’environ −4 800 m dans une autre, avec des valeurs pouvant atteindre −11 000 m.

Compléments

• Alfred Wegener a distingué au début du XXe siècle deux domaines terrestres caractérisés par leur dualité altitudinale.

• Les domaines continental et océanique représentent respectivement 30 % et 70 % de la surface terrestre.

💡 Astuce mémo

Continents émergés, océans en profondeur

📖 2. Roches des croûtes terrestres

🔑 Notions clés & Définitions

• Croûte continentale : Enveloppe de densité 2,7, composée d’une grande diversité de roches, notamment de granite, de roches métamorphiques et de roches sédimentaires.
• Granite : Roche magmatique à structure grenue, principalement composée de quartz, de micas noirs et de feldspaths.
• Croûte océanique : Enveloppe de densité 2,9, composée principalement de basalte et de gabbro, ainsi que de roches sédimentaires en surface.
• Roche métamorphique : Une roche métamorphique résulte de la transformation d’une roche préexistante sous des conditions de température et de pression différentes de celles de sa formation.
• Roche sédimentaire : Une roche sédimentaire résulte de l’accumulation et de la compaction de sédiments.

📝 Points essentiels

📌 Le basalte et le gabbro ont une composition chimique et minéralogique comparable, notamment des pyroxènes et des feldspaths plagioclases, mais le basalte est microlithique et partiellement cristallisé tandis que le gabbro est grenu et entièrement cristallisé.

📖 3. Ondes sismiques et sismogrammes

🔑 Notions clés & Définitions

• Séisme : Libération d’énergie lors de la rupture de roches soumises à des contraintes.
• Foyer sismique : Point d’origine d’un séisme.
• Sismogramme : Enregistrement d’un séisme réalisé par un sismographe.

📝 Points essentiels

📌 Les ondes P sont des ondes longitudinales de compression-dilatation qui se propagent dans les milieux solides et liquides, tandis que les ondes S sont transversales, liées au cisaillement, et ne se propagent que dans les milieux solides.

• Les ondes de surface L, ou ondes de Love, et R, ou ondes de Rayleigh, sont moins rapides que les ondes de volume, ont une plus grande amplitude et sont responsables des principaux dégâts en surface.

📖 4. Propagation et vitesse des ondes

🔑 Notions clés & Définitions

• Discontinuité : Limite virtuelle entre deux milieux de composition chimique ou d’état différents.
• Hodochrone : Graphique représentant le temps d’arrivée des ondes sismiques en fonction de la distance à l’épicentre.

★ À maîtriser

• Dans un milieu homogène, les ondes sismiques se déplacent en ligne droite, mais elles sont déviées lorsqu’elles rencontrent une discontinuité.

📌 Une onde est réfléchie si elle ne passe pas dans le second milieu lorsque son angle d’incidence dépasse un angle limite, tandis qu’une onde réfractée passe dans le second milieu avec un angle différent et une vitesse qui change brusquement.

Compléments

• La vitesse des ondes sismiques dépend de la composition chimique, de la structure minéralogique et de l’état physique du matériau traversé.

• Les ondes sismiques circulent plus vite dans le manteau composé de péridotites que dans la croûte continentale composée principalement de granite.

• La vitesse de propagation des ondes augmente avec la densité du matériau et la rigidité des roches ; le cours indique qu’elle augmente généralement en profondeur.

💡 Astuce mémo

Réflexion : l’onde reste ; réfraction : elle traverse

📖 5. Enveloppes et discontinuités terrestres

★ À maîtriser

• La structure terrestre représentée comprend la croûte continentale, principalement granitique, la croûte océanique, composée de basalte et de gabbro, le manteau, constitué de péridotite, et le noyau.

• La discontinuité de Mohorovicic sépare la croûte du manteau.

• La discontinuité de Gutenberg sépare le manteau du noyau.

Compléments

• La discontinuité de Lehmann sépare le noyau externe de la graine, ou noyau interne.

• Le document situe la limite manteau-noyau à environ 2 900 km de profondeur, la limite noyau externe-noyau interne vers 5 100 km et le centre terrestre vers 6 400 km.

📖 6. Plaques et chaleur terrestre

★ À maîtriser

• En extrapolant le coefficient de 30 °C/km jusqu’au centre terrestre, à 6 371 km, l’exercice obtient une température théorique de 191 130 °C, alors que la température estimée est de 5 300 °C.

Compléments

• Les plaques nommées dans le document sont les plaques Juan de Fuca, pacifique, nord-américaine, des Cocos, Nazca, sud-américaine, africaine, arabique, indienne, eurasienne, philippine, australienne, Scotia et antarctique.

• Le document distingue trois types de limites de plaques :

  • convergentes
  • divergentes
  • transformantes

📐 Formule - Le coefficient directeur calculé dans l’exercice vaut $c = \frac{5000 - 0}{165 - 10} = \frac{5000}{155} \approx 30\ ^\circ\mathrm{C}/\mathrm{km}$.

💡 Astuce mémo

Contraintes sur les roches → ruptures → séismes

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des croûtes terrestres

Ondes sismiques