septembre 24, 2021
STRUCTURE DE LA TERRE

STRUCTURE DE LA TERRE

La terre est formée de trois couches concentriques qui se différencient par leur composition, leur épaisseur, leur densité et la température qui y règne. Elles sont régies par le gradient géothermique. Ce dernier implique que l’augmentation de la température est directement liée à l’augmentation de la profondeur. Dans les régions montagneuses par exemple la température augmente de 1° à chaque 33 m de profondeur.

La terre est composée de 3 enveloppes concentriques. De la surface au centre de la Terre, nous avons :

  • La croute,
  • Le manteau, et
  • Le noyau.

Méthodologie

La constitution interne de la terre peut être établie par différentes méthodologies :

  • Par observation directe de sa composition de surface en observant les structures superficielles visibles. Ces observations se limitent à la connaissance très restreinte de notre globe ou regard de ses 6370 cm de rayon.
  • Par des sondages (quelques Km de profondeur : 5 à 10Km),
  • Par des méthodes géophysiques (sismique — gravité — magnétisme – flux chaleur) qui permettent par des mesures physiques d’interpréter indirectement la structure profonde du globe.
  • Par des études de météorites — astéroïdes — qui, comme la terre, appartiennent au système solaire, et par conséquent sont susceptibles de nous renseigner sur la composition profonde de notre globe.

Croute

Description

La croute est la couche de la terre la plus superficielle. C’est la surface de la Terre sur laquelle nous marchons.

  • Elle représente 1,5 % volume de la terre,
  • Son épaisseur max est comprise entre 70 à 150Km.  
  • Sa densité est comprise 2,7 à 2.9.

Subdivision

Il existe deux types de croute :

  • La croute terrestre épaisse en moyenne de 35Km
  • La croute océanique très mince (8Km).

La plus grande épaisseur de la croute continentale par rapport à la croute océanique s’explique par le fait que :

  • La croute continentale étant faite des chaines de montagnes,
  • Les chaines de montagnes s’élèvent en altitude sur plusieurs mettre,
  • Pour que l’équilibre s’établisse, il faut qu’elle s’étende également en profondeur sur plusieurs mettre (racine de la chaine de montagnes).

La croute terrestre tout comme la croute océanique sont toutes à l’état solide. La croûte continentale est riche en SiO2 alors que la teneur en silice de la croûte océanique est plus faible. Les deux croûtes sont riches en alumine ; ce qui, du point de vie chimique, permettait de les rassembler sous le vocable de SIAL.

Manteau

Description

Le manteau est la deuxième couche de la terre qui vient juste après la croute.

  • Il présente 82,5 % en volume de la terre,
  • Son épaisseur est comprise entre 2750 à 2830Km,
  • Température max 2200 °C,
  • Sa densité moyenne est de 3,3

Le manteau est séparé de la croûte par une discontinuité dite « MOHO », mise en évidence par l’accélération des vitesses des ondes sismiques lors de leur passage croûte – manteau. Elle correspond à un changement des compositions des matériaux entre croûte et manteau. Comme la croûte, le manteau est constitué des roches solides ; il est relativement peu riche en silice, mais très riche en magnésium.

Subdivision

On distingue deux types de manteaux :

  • Le manteau supérieur : Son épaisseur est comprise entre 550 à 630Km. Il est moins épais que le manteau inférieur. Le manteau supérieur est à la fois à l’état plastique et l’état solide. Il peut attendre de très fortes températures avoisinant 2200 °C.
  • Le manteau inférieur : C’est le manteau le plus épais et le plus profond. Son épaisseur est comprise entre 2270 à 2350 km. Sa température est comprise entre 2200° et 2500 °C. Le manteau inférieur est à l’état solide. La densité du manteau inférieur peut attendre une densité de 5,5.

Noyau

Description

Le noyau est la couche la plus interne de la terre.

  • Il représente 16 % du globe terrestre.
  • Sa densité est comprise entre 9 et 12.
  • Il est épais de 4050 à 4130Km. C’est la couche la plus épaisse de la terre,
  • Elle regorge des plus fortes températures allant de 3500° à 5000 °C.

Il est séparé du manteau par une discontinuité dite de Gutenberg. Cette discontinuité se manifeste par un ralentissement des vitesses des ondes sismiques traduisant un changement de composition par rapport au manteau. Contrairement au manteau et à la croûte, le noyau n’est pas silicaté ou est très peu silicaté.

Subdivision

On distingue deux types de noyaux :

  • Le noyau externe : Il vient juste après la surface de discontinuité de Gutenberg. Sa densité varie entre 9 et 11,5. Il est plus épais que le noyau interne. Son épaisseur 2200Km. Sa température est d’environ 3500 °C. Le noyau externe, jusqu’à 5150Km. Il a un comportement liquide, et est composé principalement de fer, sulfures et un peu de silicium.
  • Le noyau interne : C’est le noyau le plus profond, Il est épais de 1300 km. Sa densité est de 12, sa température vaut 5000 °C et est à l’état solide. Il a un comportement solide (alliage Ni – Fe).

Cela semble contradictoire que le noyau interne qui pourtant est plus profonde et qui devrait être à l’état liquide étant donnée sa température et sa profondeur. Cette situation s’explique tout simplement par le fait qu’étant plus profonde, la matière la constituant aurait subi tout le poids des couches subjacentes. Cette matière se retrouvant confinée à tout bord a transformé le noyau interne à l’état solide.

Comportement rhéologique de la terre.

La dynamique de la terre résulte des comportements rhéologiques différents de ses différents ensembles : La partie superficielle de la terre qui comprend la croûte et une partie du manteau supérieur constitue la lithosphère. Elle a un comportement solide cassant. Selon la nature de la croûte, on distingue 2 types de lithosphères :

  • Une lithosphère continentale (150 à 200Km),
  • Une lithosphère océanique, plus mince (≈ 70Km).

Sous la lithosphère se situe l’asthénosphère. C’est une unité constituée du manteau supérieur plus profond. Elle a un comportement solide, mais plastique et ductile.

Lithosphère et asthénosphère sont séparées par une zone où les vitesses des ondes sismiques sont ralenties, appelée Lower velocity zone (LVZ).

L’asthénosphère est animée en son sein de courants de convection qui permettant à la plaque lithosphérique de glisser et de se déplacer sur elle.

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