septembre 24, 2021
Composition de la terre

Composition de la terre

Croute

La croûte est l’enveloppe de la terre la mieux connue. Parce qu’étant plus accessible à l’homme. Du point de vue chimique, la croute est essentiellement constituée de O, Si, Al, Na, Mg, K et Ca. L’abondance du silicium et Aluminium a induit qu’on lui attribue la dénomination SIAL.

Les premières estimations de la composition chimique de croute sont l’œuvre de Clarke et Washington (1924). Leurs analyses, regroupées par aires géographiques ne concernaient que les continents émergés de sorte que la composition obtenue ressemble à celle de la croûte continentale.

Cette composition de la croûte ne correspond pas à une roche magmatique spécifique, mais se situe entre la composition de granite et celle de basalte.

SiO2Al2O3Fe2O3FeOMgOCaONa2OK2OTiO2P2O5Total
60,1815,613,143,883,565,173,913,191,060,30100,00

Manteau

Du point de vue chimique, le Manteau est constitué par O, Si, Mg. La dominance de Silicium et magnésium implique qu’on lui attribue la dénomination SIMA.

Les compositions du manteau primitif et du manteau résiduel proviennent des moyennes des échantillons terrestres : massif du Lizard (Cornouaille) pour le manteau primitif (1) et nodules de dunite pour le manteau résiduel (2).

Le manteau primitif (1) se distingue du manteau résiduel (2) par de fortes teneurs en Al2O3 et CaO.

 SiO2TiO2Al2O3Cr2O3FeOMnOMgONiOCaONa2OK2OTotal
(1)44,770,194,160,408,210,1139,220,242,420,220,0599,99
(2)41,100,080,560,3510,550,1546,330,442,602,600,0399,99

Noyau

Connaissant les densités moyennes de la croûte (2,7 à 2.9) et du manteau (~3,3), ainsi que leurs épaisseurs respectives, il est possible de calculer la densité du noyau. Aucun échantillon du noyau terrestre n’a pu être observé ; cependant, les fortes densités calculées (10 à 13) et la présence du champ magnétique terrestre laissent supposer qu’il est constitué essentiellement d’un alliage de fer et de nickel, avec peu d’éléments légers. Soit 82 % Fe, 5 % Ni, 7 % Si, 2 % S et 4 % O.

Composition minéralogique

Croute

Les silicates sont plus prépondérants (96 % du volume), et parmi eux les tectosilicates dont les feldspaths (aluminosilicates) forment, à eux seuls, 51 % justifiant ainsi l’appellation ancienne de SIAL donnée à la croûte. Les minéraux hydratés (amphiboles, micas, argiles) forment environ 15 % du total.

  • Quartz+ Feldspath + Pyroxene

Manteau

Le manteau est constitué d’un agrégat de cristaux d’olivine, de pyroxènes. Avec la profondeur, la pression et la température augmentent et les minéraux évoluent au cours de transitions de phases.

  • Olivine + Pyroxène + Oxyde
  • Spinelle + Pyroxène + Oxyde
  • Perovskite + Oxyde

Vers 400 km, l’olivine se transforme en wadsleyite. Vers 500 km, une nouvelle phase, difficilement observée, se met en place : la ringwoodite. Ensuite, à 670 km, apparaît la pérovskite, qui est le constituant majeur du manteau inférieur. Il existe aussi d’autres transitions, notamment pour les pyroxènes ou le passage à la phase de très haute pression qui est la post-pérovskite.

Les processus de déformations de ces minéraux sont encore mal connus, surtout à grande profondeur. Cependant, il est raisonnablement admis que l’olivine se déforme suivant des plans cristallins entraînants des dislocations multiples.

Composition pétrographique

Croute

Les types lithologiques essentiels de la croûte sont :

  • Le granite, le granodiorite, la diorite et leurs équivalents métamorphiques (gneiss) constituent 45 % de la croûte et l’essentiel des continents ;
  • Le basalte, le gabbro et leurs équivalents métamorphiques (amphibolites, éclogites) constituent 43 % de la croûte, et forment le plancher océanique ;

Les roches sédimentaires et leurs équivalents métamorphiques (schistes, marbres, etc.) constituent le reste, soit 12 %, et se répartissent aussi bien dans les océans que sur les continents.

les estimations de Ronov et Yaroshevsky concernent les différentes couches :

  • Croûte continentale subdivisée en deux couches (supérieure dite granitique, et inférieure improprement appelée basaltique) qui serait plutôt dioritique à granodioritique ;
  • Croûte océanique à chimisme basique prononcé.

Manteau

La composition minéralogique effectivement observée et rarement originelle, les associations minérales actuelles sont souvent métastables, ayant connu des transformations des phases depuis leur site primitif. Les roches magmatiques issues des magmas ayant pris naissance dans le manteau contiennent souvent des enclaves mantelliques sous forme de nodules de péridotites.

         Les roches péridotites sont des roches riches en olivine ; elles contiennent également des pyroxènes (monocliniques et calciques, orthorhombique et non calciques), et des minéraux alumineux en quantité mineure (plagioclase, spinelle ou grenat).

La pyrolite est une roche théorique considérée comme étant proche de la composition vraie du manteau.

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