Structure et composition de la terre

Chapitre I

Structure et composition chimique de la Terre.

 

Introduction

 

L'étude de la structure interne de la Terre ne peut passe faire de façon direct, les techniques actuelle ne le permettant pas.

Il faut donc recourir à des méthodes indirect pour avoir une idée des propriétés physique et de la composition chimique des zones profonde.

On utilise les ondes sismiques pour connaître les propriétés physiques. L'étude des météorites permet d'avoir une idée de la composition chimique.

 

I/ Les ondes sismiques et la structure interne de la Terre.

 

les différents type d'onde

 

1) Définition

 

Séisme : Cela correspond à un ébranlement brutale provoqué en profondeur par des forces de compression ou de distanciation => Libération d'énergie qui provoque des vibrations dans les roches = ondes sismiques. Elles sont enregistrable dans des stations plus ou moins éloignés du foyer du séisme.

 

2) Vitesse de propagation des ondes en fonction de la distance à l'épicentre [Hodochrone]

 

La vitesse des ondes L ( de surface) est constante mais ces ondes de faible énergie s'attenu rapidement et ne sont pas enregistrer par des stations distantes de plus 7000km.

La vitesse des ondes S et des ondes augmente en fonction de la distance à l'épicentre.

Cela montre que le bloc terrestre n'est pas un système physique homogène et la densité augmente avec la profondeur.

 

3) Zone d'ombre et discontinuité majeure

 

L'existence de zone d'ombre (absence d'enregistrement de séisme) entre 105° et 140°.

L'existence d'une discontinuité majeur qui modifie la position de cette discontinuité à été établie autour de 2900km de profondeur, elle correspond à la limite entre le manteau et le noyau (=discontinuité de Gutenberg)

 

4) Vitesse des ondes et structures profonde de la Terre.

 

L'étude de la vitesse de propagation des ondes sismique dans les zones profonde du globe montre qu' il existe une série de discontinuité et que le globe est organisé en couche concentrique.

 

II/Les roches témoins directs de la composition chimique de la Terre.

 

Certains roches sont directement observable en surface et leurs composition minéralogique permet d'étudier la composition chimique des différentes couche terrestre. La couche la mieux étudier est la croute terrestre.

 

1)Composition de la croute terrestre

 

la croute terrestre peut être divisé en deux catégories : Croute océanique et croute continentale qui diffère par différents paramètres:

 

-L'épaisseur ; croute continental > croute océanique

-Leur ages : croute continental = 3800 millions d'années

croute océanique < 200 millions d'années

-Leur composition : Croute continental = Granite

Croute océanique = Basalte

 

A)Structure de la croute Océanique

 

Couche 1

 

Couche sédimentaire, constituées d'éléments issu de l'altération de roche préexistante se forme obligatoirement par accumulation dans un milieu aqueux

 

Couche 2

 

On trouve des basaltes, issu des magma, elle est magmatique éruptive.

On dit qu'elle à une structure microlitique ( elle n'est pas cristallisé)

Les cristaux sont microscopique ( - plagioplases, des pyroxènes et des olivines)

 

Couche 3

 

Roche magmatique ( Gabbro) elle se cristallise en profondeur ( 3 à 7 km )

Structure grenue, cette roche est entièrement cristallisé ( plagioclas, pyroxène et parfois des olivines)

 

Manteau

 

Péridotite roche mantelique, structure grenue ( olivine et pyroxène)

 

B)Structure de la croute continentale

 

Croute superficielle

 

Roche sédimentaires et roches volcaniques, zone soumise à l'érosion

Roche magmatique de profondeur ( Granite)

Granite : structure grenus

Roche métamorphique

Roche antérieures ayant subi des transformations minéralogiques sous l'effet de l'augmentation de la pression.

 

2)Composition chimique des roches de la croute terrestre

 

CC = Granite = très riche en silice ( SIO2)

CO = Basalte = beaucoup moi riche en silice mais très riche en en FeO, Mg, CaO

Manteau = Peridotite = riche en Fe et en Mg et bien moins en SIO2

 

Étude indirect de la composition chimique des zones

 

A) Les météorites

 

Il existe deux grandes catégories de météorites :

Les condrites ( 95%) et météorites indifférenciées (5%)

Elles ont la composition chimique moyenne de la Terre mais ne ressemble à aucune autre roche Terrestre

 

-achondrites riches en Ca ( météorites differenciées)

-achondrites pauvre en Ca ( météorites différenciées)

-Siderites ( météorites différenciées)

-Pallasites ( météorites différenciées)

 

Les météorites contiennent les mêmes éléments chimique que le soleil et tout les éléments du système solaire .

Ils se sont donc formé en même temps .

Les condrites viennent de l'éclatement des planétoïde n'ayant pas subit de différenciation

Les acondrites provienne d'un planétoïde plus évolué ayant subit une différentiation.

Les météorites montrent les différentes étapes de formation des planètes du système solaire.

La Terre est une planètes qui à atteint une masse ( taille) suffisant pour qu'il y ait une différenciation interne.

Les éléments chimique les plus dense ( Fer, nickel, uranium, platine) ont migré vers le centre sous l'effet de la gravité forment ainsi le noyau.

Les éléments les moins denses se sont accumulé pour donné naissance au manteau, à la couche terrestre puis a l'atmosphère.

Au cour des premiers milliard d'années, la Terre c'est ensuite refroidi et sa température de surface et passé en dessous des 100°C ce qui a permis la condensation de l'eau atmosphérique et la formation des océans.

Cependant le noyau contient encore de l'énergie résiduelle en quantité suffisante pour réchauffer les zones interne de la Terre et provoquer des mouvements à la surface de la Terre.