Fiche de révision : Structure interne du globe terrestre

📋 Plan du Cours

1. Reliefs continentaux et océaniques
2. Roches des croûtes terrestre
3. Ondes sismiques et séismes
4. Discontinuités et couches terrestres
5. Lithosphère et asthénosphère
6. Transferts et anomalies thermiques

📖 1. Reliefs continentaux et océaniques

★ À maîtriser

• La répartition des altitudes terrestres est bimodale et met en évidence un contraste entre domaines continentaux et océaniques.

• L’altitude moyenne des continents est de 840 m, tandis que celle des fonds océaniques est de −3 800 m.

Compléments

• Les terres émergées couvrent 30 % de la surface terrestre et les terres immergées en couvrent 70 %.

• Le mont Everest atteint 8 848 m et la fosse des Mariannes descend jusqu’à −11 022 m.

💡 Astuce mémo

Continents émergés, océans immergés

📖 2. Roches des croûtes terrestre

🔑 Notions clés & Définitions

• Basalte : Roche magmatique de la croûte océanique, à texture microlitique, où de petits minéraux sont entourés de verre.
• Gabbro : Roche magmatique de la croûte océanique, à texture grenue, entièrement cristallisée avec de grands minéraux jointifs.
• Granite : Roche magmatique la plus représentative de la croûte continentale ; elle a une texture grenue, contient des feldspaths, des micas et du quartz, et sa densité est de 2,6.

★ À maîtriser

• La croûte océanique est recouverte de sédiments pouvant atteindre 2 000 m d’épaisseur et comprend du basalte et du gabbro.

📌 Le basalte et le gabbro proviennent du même magma et ont les mêmes compositions chimique et minéralogique ainsi que la même densité, 2,9, mais ils refroidissent dans des conditions différentes.

Compléments

• Les roches métamorphiques résultent de transformations à l’état solide d’autres catégories de roches.

💡 Astuce mémo

Basalte en surface, gabbro en profondeur

📖 3. Ondes sismiques et séismes

🔑 Notions clés & Définitions

• Séisme : Phénomène résultant de la rupture brutale de roches soumises à de fortes contraintes, qui libère soudainement de l’énergie sous forme d’ondes sismiques.

★ À maîtriser

• Les ondes de volume se propagent à l’intérieur de la Terre, tandis que les ondes de surface se propagent le long de sa surface et sont généralement les plus destructrices.

📌 Les ondes P sont les ondes les plus rapides, traversent les solides et les liquides et correspondent à des compressions et dilatations successives.

📌 Les ondes S sont plus lentes que les ondes P, ne se propagent que dans les solides et leur mouvement est perpendiculaire à la direction de propagation.

Compléments

• Les sismomètres enregistrent les ondes sismiques à distance du foyer et produisent des enregistrements appelés sismogrammes.

💡 Astuce mémo

P traverse les liquides, S reste dans les solides

📖 4. Discontinuités et couches terrestres

🔑 Notions clés & Définitions

• Réfraction : Changement de direction et de vitesse d’une onde sismique lorsqu’elle rencontre une interface entre deux milieux de composition différente.
• Réflexion : Retour de l’onde sismique dans son milieu d’origine après la rencontre d’une interface entre deux milieux.

📝 Points essentiels

• La discontinuité de Mohorovičić, ou Moho, sépare la croûte du manteau ; la vitesse des ondes sismiques y augmente brusquement et le manteau est principalement constitué de péridotites.

• Le Moho se situe à environ 7 km de profondeur sous les océans et 30 km sous les continents.

• La discontinuité de Gutenberg, située vers 2 900 km de profondeur, sépare le manteau du noyau externe ; l’absence d’ondes P directes dans la zone d’ombre et l’impossibilité pour les ondes S de traverser le noyau externe liquide contribuent à sa mise en évidence.

• La discontinuité de Lehmann, située vers 5 150 km de profondeur, sépare le noyau externe liquide du noyau interne solide, riche en fer ; les ondes P y accélèrent.

💡 Astuce mémo

Moho, Gutenberg, Lehmann : croûte, manteau, noyau

📖 5. Lithosphère et asthénosphère

🔑 Notions clés & Définitions

• Lithosphère : Enveloppe rigide de la Terre, constituée de la croûte et de la partie supérieure du manteau supérieur, et fragmentée en plaques tectoniques.
• Asthénosphère : Couche plus ductile que la lithosphère, située sous celle-ci ; la vitesse des ondes sismiques y diminue dans une zone de faible vitesse d’environ 200 km d’épaisseur.

📝 Points essentiels

• Le modèle concentrique de la structure interne du globe établi en partie à partir des études sismologiques est appelé PREM, pour Preliminary Reference Earth Model.

💡 Astuce mémo

Lithosphère rigide, asthénosphère ductile

📖 6. Transferts et anomalies thermiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Géotherme : Courbe représentant l’évolution de la température en fonction de la profondeur.

★ À maîtriser

• Le gradient géothermique moyen observé lors des forages est d’environ 30 °C par kilomètre, ce qui indique une source de chaleur interne à la Terre.

📌 Dans la lithosphère rigide, la chaleur est transférée principalement par conduction, sans déplacement de matière ; ce transfert relativement lent s’accompagne d’un gradient géothermique élevé.

• Au-delà d’environ 100 km de profondeur, la température dépasse 1 300 °C et les péridotites du manteau deviennent plus ductiles, marquant une limite mécanique entre lithosphère et asthénosphère.

• Dans l’asthénosphère, la convection transfère la chaleur lorsque les roches chaudes et moins denses remontent tandis que les roches froides et plus denses s’enfoncent, formant des cellules de circulation.

📌 La tomographie sismique détecte les anomalies thermiques en comparant les vitesses des ondes à celles d’un modèle de référence comme le PREM : les ondes accélèrent dans les zones froides et rigides et ralentissent dans les zones chaudes et moins rigides.

Compléments

• Les zones de subduction, où une lithosphère océanique froide plonge dans l’asthénosphère, sont des exemples d’anomalies thermiques négatives.

• Les panaches mantelliques sont des colonnes de matière chaude remontant des profondeurs du manteau, associées à des anomalies thermiques positives et souvent à des points chauds comme les îles Hawaï.

💡 Astuce mémo

Zone froide → ondes accélérées ; zone chaude → ondes ralenties

📊 Tableaux de synthèse

Caractéristiques des roches des croûtes

Discontinuités majeures