Chapitre 1 – La Structure du Globe Terrestre Problématique du chapitre : Comment découvrir la structure interne de la Terre ?

« Chapitre 1 – La Structure du Globe Terrestre Problématique du chapitre : Comment découvrir la structure interne de la Terre ? Table des matières I.

Des contrastes géologiques entre les continents et les océans (TP 1) ......................................

1 A.

Des reliefs différents, distribution bimodale des altitudes ....................................................................

1 B.

Des roches différentes, éléments de pétrographie ................................................................................

2 II. L’apport des études sismologiques à la connaissance du globe terrestre (TP 2) ....................

4 A.

Quelques rappels : séisme, différents types d’ondes ............................................................................

4 B.

L’apport de la sismographie pour connaitre la structure de la Terre (TP2) ....................................

7 III.

L'apport des études thermiques (TP3) ................................................................................

10 I.

Des contrastes géologiques entre les continents et les océans (TP 1) A.

Des reliefs différents, distribution bimodale des altitudes Domaine Continental Eléments de Domaine Océanique ▪ moyenne : +750 m ▪ moyenne : - 4 500 m topographie ▪ max : + 8 848 m ▪ max : - 11 034 m (étude du relief) ▪ reliefs les plus fréquents : 0 ▪ reliefs les plus fréquents : - 3 à +1 000 Elément de Surface : pétrographie (étude roches) Densité 000 à - 6 000 m roches sédimentaires, magmatiques, des métamorphiques En dessous : granite 2,7 Surface : roches sédimentaires En dessous : basalte en surface + gabbro en profondeur ≈3 1 L’étude de la topographie terrestre met en évidence un contraste entre les reliefs des 2 domaines, la distribution des altitudes est dite bimodale (qui possède deux modes ou deux "pics") : ▪ Les fonds océaniques ont des reliefs dont la majorité est située entre - 6 000 et - 3 000 m (moyenne – 4 500 m) ▪ Les reliefs terrestres ont des reliefs dont la majorité est située entre 0 et + 1 000 m (moyenne + 750 m) maximum à + 8 848 m B.

Des roches différentes, éléments de pétrographie Définitions : - Une roche est constituée d’un assemblage de minéraux. - Un minéral est défini par sa composition chimique et l’agencement de ses atomes selon un motif ou maille élémentaire se répétant de façon ordonnée pour former un cristal. - La distribution bimodale des altitudes est une conséquence d’un contraste pétrologique/géologique très net entres les domaines océanique et continental. 2  Dans le domaine océanique (doc.

4 p 127) : - épaisseur moyenne 7 km - couverture assez fine (0 à 2000 m d'épaisseur) de roches sédimentaires - en dessous, la CO est essentiellement composée de 2 roches magmatiques : o le basalte, Roche Magmatique Volcanique, présent en surface, issu du refroidissement lent d'un magma, qui correspond à une roche microlitique (pâte et petits minéraux) constituée d’olivine, de pyroxène et de plagioclase. o le gabbro, Roche Magmatique Plutonique, présent en profondeur, issu du refroidissement rapide d'un magma qui correspond à une roche grenue (à gros minéraux) constituée des mêmes minéraux. - La densité de la CO est d’environ 3.  Dans le domaine continental (doc.

p 126) : o épaisseur moyenne 30 km o composée de roches variées : - des roches sédimentaires (calcaire, grès) - des roches métamorphiques (gneiss) - des roches magmatiques dont la plus présente : le granite, Roche Magmatique Plutonique, grenue (entièrement minéralisée) est composée de quartz, feldspath et micas qui sont des mx plus riches en silice et potassium mais moins en fer d'où une densité d’environ 2,7 pour la CC. 3 II. L’apport des études sismologiques à la connaissance du globe terrestre (TP 2) A.

Quelques rappels : séisme, différents types d’ondes Définition : • Un séisme résulte de la libération brutale d'énergie lors de la rupture de roches soumises à des fortes contraintes.

L'énergie libérée se propage dans les roches sous la forme d'ondes sismiques dans toutes les directions.

Elles peuvent être enregistrées par des sismographes sous la forme de sismogrammes. • Foyer : lieu de la faille où se produit la rupture. • Epicentre : projection à la verticale du foyer à la surface terrestre. On distingue 2 grands types d’ondes émises par un séisme : • Les ondes de volume : celles qui se propagent à l'intérieur de la terre et qui comprennent les ondes S et les ondes P 4 • Les ondes de surface, celles qui ne se propagent qu'en surface et qui comprennent les ondes de Love et de Rayleigh  Les ondes P ou ondes primaires appelées aussi ondes de compression ou ondes longitudinales. Ce sont les plus rapides et sont enregistrées en premier sur un sismogramme. Ce sont des ondes de volume qui se propagent dans les milieux solides et liquides.  Les ondes S ou ondes secondaires appelées aussi ondes de cisaillement ou ondes transversales.

Les ondes S ne se propagent pas dans les milieux liquides, elles sont en particulier arrêtées par le noyau de la Terre. Leur vitesse est plus lente que celle des ondes P, elles apparaissent en second sur les sismogrammes.  Les ondes de surface : ce sont des ondes guidées par la surface de la Terre.

Elles sont moins rapides que les ondes de volume mais leur amplitude est généralement plus forte.

Elles sont responsables des dégâts causés aux édifices. Quelle est l’origine d’un séisme ? Lorsqu'un matériau rigide, comme de la roche est soumise à des tensions croissantes appelées contraintes, le matériau va se déformer de manière élastique, puis, lorsque la limite d’élasticité sera atteinte, il va y avoir rupture, en dégageant de façon instantanée toute l'énergie accumulée durant la déformation élastique. 5 C'est ce qui se passe lorsque la lithosphère est soumise à des contraintes, ces contraintes sont le plus souvent causées par le mouvement des plaques tectoniques. Contrainte = force appliquée à une certaine unité de volume. Si contrainte > résistance du matériel  déformation de l'objet. On reconnaît trois principaux types de déformations qui affectent la lithosphère : • élastique • plastique • cassante Deux types de contraintes qui déforment les roches : - Contraintes de compression  Faille normale - Contraintes d’extension  Faille inverse ou de chevauchement Faille = fracture plane le long de laquelle des mouvements peuvent se produire. 6 B.

L’apport de la sismographie pour connaitre la structure de la Terre (TP2) Quelles.... »