Fiche de révision : Structure interne de la Terre

📋 Plan du Cours

1. Répartition des altitudes terrestres
2. Roches des croûtes terrestres
3. Épaisseur et étude des croûtes
4. Ondes sismiques et couches internes
5. Température et transferts thermiques
6. Anomalies thermiques du manteau

📖 1. Répartition des altitudes terrestres

📝 Points essentiels

• L’altitude moyenne est d’environ +840 m en milieu continental et −3 800 m en milieu océanique.

• La distribution des altitudes terrestres est bimodale et liée à la nature océanique ou continentale de la croûte.

💡 Astuce mémo

Continents hauts, océans bas

📖 2. Roches des croûtes terrestres

🔑 Notions clés & Définitions

• Structure grenue : La structure grenue du granite signifie que ses minéraux sont jointifs.

★ À maîtriser

• Le granite est la roche la plus représentative de la croûte continentale et semble en être la roche la plus abondante.

• La croûte océanique est essentiellement constituée de basalte et de gabbro, deux roches magmatiques de même composition chimique et minéralogique.

📌 Le gabbro a une texture grenue, tandis que le basalte a une texture microlithique.

Compléments

• La croûte continentale comprend trois catégories de roches :

  • des roches sédimentaires, comme le sable et le calcaire
  • des roches métamorphiques, comme l’ardoise et le schiste
  • des roches magmatiques, comme le granite

• Dans le basalte, les microlithes sont les minéraux les plus abondants et ont la forme de petits bâtonnets ; de rares gros cristaux, les phénocristaux, sont noyés dans du verre volcanique non cristallisé.

💡 Astuce mémo

Basalte et gabbro : même composition, textures différentes

📖 3. Épaisseur et étude des croûtes

★ À maîtriser

• La partie superficielle de la Terre comprend deux types de croûte : la croûte continentale et la croûte océanique.

• La croûte continentale, constituée de roches variées facilement observables, a une épaisseur moyenne d’environ 30 km.

• La croûte océanique, essentiellement composée de basalte et de gabbro, a une épaisseur moyenne d’environ 7 km.

Compléments

• Les croûtes terrestres peuvent être étudiées par : observation directe, notamment en submersible pour la croûte océanique, forage dans les premiers kilomètres de profondeur, profil sismique sur toute leur épaisseur

📖 4. Ondes sismiques et couches internes

★ À maîtriser

• Lors d’un séisme, la rupture des roches le long de failles libère au foyer des ondes sismiques qui se propagent dans toutes les directions, vers la surface et à travers le globe.

• Les ondes P et S renseignent sur la structure et la composition internes de la Terre : une accélération de leur vitesse révèle des roches plus denses, tandis qu’un ralentissement ou une absence de propagation indique un milieu moins dense, plus visqueux ou liquide.

• Les observations du séisme de Zagreb ont permis à Mohorovicic de mettre en évidence le Moho, la discontinuité qui sépare la croûte du manteau.

📌 La lithosphère est rigide et cassante, tandis que l’asthénosphère, dont la partie supérieure correspond à la LVZ, est particulièrement ductile et déformable ; la lithosphère est plus épaisse sous les continents que sous les océans.

• Quelle que soit la localisation du séisme, une zone d’ombre sismique s’étend de 104° à 142° par rapport à l’épicentre et s’explique par une discontinuité entre le manteau et le noyau.

📌 L’arrêt des ondes S indique que le noyau externe est liquide, tandis que la réapparition des ondes S à partir de 5 000 km indique que le noyau interne est solide.

Compléments

• Lors du séisme de Zagreb, les ondes coniques, accélérées en profondeur, sont arrivées avant les ondes directes ayant cheminé dans la croûte, malgré leur trajet plus long.

• Entre 120 et 220 km de profondeur, les ondes sont légèrement ralenties dans la LVZ sans saut de vitesse correspondant à une véritable discontinuité sismique.

• À partir de 2 900 km de profondeur, les ondes P ralentissent brutalement et les ondes S sont stoppées ; les ondes S réapparaissent à partir de 5 000 km.

• L’intérieur du globe est organisé en couches concentriques et n’est pas homogène.

💡 Astuce mémo

Moho → LVZ → noyau externe liquide → noyau interne solide

📖 5. Température et transferts thermiques

★ À maîtriser

• La température augmente en profondeur et dépasse 5 000 °C au centre de la Terre.

• Dans la lithosphère rigide, la chaleur s’évacue par conduction, les transferts thermiques sont peu efficaces et le gradient géothermique moyen est de 30 °C par kilomètre.

• Dans l’asthénosphère et le manteau inférieur, les roches ductiles et peu visqueuses permettent la convection : les roches chaudes montent et les roches froides descendent.

Compléments

• Les forages permettent de mesurer la température terrestre seulement jusqu’à une dizaine de kilomètres de profondeur.

• Pour déterminer l’évolution du géotherme jusqu’au centre de la Terre, les scientifiques utilisent notamment les données sismiques et les expériences en laboratoire.

• Dans l’asthénosphère et le manteau inférieur, la convection rend les transferts thermiques efficaces et le gradient géothermique moyen est de 0,3 °C par kilomètre.

💡 Astuce mémo

Lithosphère conductrice, manteau convectif

📖 6. Anomalies thermiques du manteau

★ À maîtriser

• Dans certaines zones internes, la vitesse des ondes diffère de celle prédite par le modèle PREM, et ces hétérogénéités de vitesse s’expliquent par des hétérogénéités thermiques.

📌 Dans les zones plus chaudes, les roches sont moins denses et les ondes se propagent moins vite, ce qui constitue une anomalie de vitesse sismique négative.

Compléments

📌 Dans les zones plus froides, les roches sont plus denses et les ondes se propagent plus vite, ce qui constitue une anomalie de vitesse sismique positive.

💡 Astuce mémo

Chaud → roches moins denses → ondes ralenties ; froid → roches plus denses → ondes accélérées

📊 Tableaux de synthèse

Caractéristiques des croûtes