structure et composition du globe terrestre - svt

• La lithosphère est la partie solide de la Terre.
• Un séisme est une secousse ou une série de secousses qui fait trembler le sol.
• Un séisme est dû à une rupture brutale des roches soumises à des forces (contraintes) permanentes.
• La rupture provoque une forte libération d’énergie.
• Le foyer est le point précis où a lieu la rupture, et l’épicentre est le lieu situé en surface, à la verticale du foyer.
• L’énergie libérée est transmise sur de très grandes distances provoquant des vibrations du sol, les ondes sismiques, qui se propagent dans toutes les directions en s’atténuant.
• On peut enregistrer les ondes sismiques dans des stations sismiques grâce à des sismographes (ou sismomètres).
• Le tracé obtenu est appelé sismogramme.
• Le sismogramme en renseignant sur l’heure d’arrivée d’une onde, permet notamment de calculer la vitesse de propagation de l’onde.
• Vitesse = distance foyer→station /

  (heure d’arrivée de l’onde à la station – heure de départ du foyer)
• Au niveau d’une discontinuité entre deux milieux différents, les ondes sont en partie réfléchies, celles qui parviennent à passer dans le deuxième milieu sont déviées, on dit qu’elles sont réfractées. Cela permet de mettre en évidence une discontinuité (et donc un milieu profond aux caractéristiques différentes de celles du milieu qui le recouvre) par l’enregistrement d’ondes réfléchies ou réfractées en plus des ondes directes
• Les ondes L ne se propagent qu’en surface.

  Les ondes de P et S se propagent dans toutes les directions et sur de très grandes distances. Cela permet d'étudier l'intérieur de la Terre avec les ondes P et S provenant des séismes du monde entier.
• Les ondes S ne se propagent que dans les solides (pas dans les liquides).

  Les ondes P se propagent dans les liquides et les solides. Cela permet de connaître l'état physique d’un milieu d’après les types d’ondes qui le traversent.
• Les ondes ne se propagent pas à la même vitesse selon la densité du milieu traversé qui dépend, en partie, de la nature du milieu (composition chimique). Cela permet de Connaître la composition chimique d’un milieu d’après la vitesse de l’onde quand elle le traverse.
• Une variation brusque de la vitesse de propagation des ondes sismiques (augmentation ou diminution) s’explique par un changement brutal de la densité marquant une discontinuité séparant deux milieux.
• Une différence de densité entre deux milieux est due à une différence de composition chimique, à une différence d’état physique (Un même matériau n’a pas la même densité à l’état solide et à l’état liquide), à une différence de composition chimique et d’état physique.
• Mettre en évidence une discontinuité et déterminer les caractéristiques du 2ème milieu traversé par rapport au premier (Composition chimique et/ou état physique différent du premier).
• Au sein d’un même milieu, une variation progressive de la vitesse des ondes sismiques s’explique par un changement progressif de la densité dans le même sens ce qui se traduit, dans les solides, par une variation de la rigidité dans le même sens. Cela permet de mettre en évidence une modification de la densité au sein d’un milieu et de sa rigidité si le milieu est solide.
•  Un séisme résulte de la libération brutale d’énergie lors de la rupture des roches soumises à des contraintes (forces) ce qui crée une faille. Cette énergie est transmise sur de longues distances sous la forme de vibrations ou ondes sismiques. L’analyse de très nombreux enregistrements et les informations tirées du trajet et de la vitesse des ondes sismiques ont permis d’établir un modèle de la structure interne du globe, le modèle PREM (Preliminary Reference Earth Model)
• La Terre est constituée de couches concentriques dont la composition chimique et/ou l’état physique diffèrent.
• Les couches de la Terre sont séparées par des discontinuités, comme le moho qui sépare la croûte du manteau.
• Le moho est situé à une profondeur de 30 km en milieu continental et 7 km en milieu océanique.
• La discontinuité de Gutenberg, à 2900 km, sépare le manteau du noyau.
• L’existence d’une « zone d’ombre » sismique, c’est-à-dire une zone où aucune onde directe n’est enregistrée en surface, a révélé la présence de la discontinuité de Gutenberg profonde.
• La discontinuité de Lehman, à 5100 km, sépare le noyau externe liquide du noyau interne solide.
• Dans la partie superficielle du manteau, on constate un ralentissement progressif des ondes, vers 120 km en milieu continental et 100 km en milieu océanique, qui est la Low Velocity Zone (LVZ).
• Le changement de comportement mécanique du manteau marque la limite entre la lithosphère solide et rigide en surface, constituée de la croûte et de la partie superficielle du manteau qualifiée de manteau lithosphérique, et l’asthénosphère solide et ductile plus profonde, constituée de manteau asthénosphérique.
• Les études sismologiques montrent des différences d’épaisseurs entre la lithosphère océanique (100km environ) et la lithosphère continentale (120km environ).
• L’étude de la fréquence des différentes altitudes à la surface de notre planète révèle deux niveaux nettement prédominants entre lesquels les surfaces d’altitude moyenne sont une minorité : on parle de distribution bimodale des altitudes. Elle ne peut pas s’expliquer par une croûte terrestre homogène et révèle donc un contraste géologique entre les continents et le fond des océans : croûte continentale et croûte océanique doivent différer par leur épaisseur la nature des roches qui les constituent et leur densité
• Une roche est un matériau terrestre formé de l’assemblage de minéraux.
• Un minéral est une substance naturelle constituée d’une association d’atomes dans des proportions précises. Sa composition chimique lui est donc propre.
• Au sein d’une roche, les atomes d’un minéral peuvent être agencés dans un ordre précis : le minéral est cristallisé, c’est un cristal. Si ce n’est pas le cas, le minéral est dit amorphe, on parle de verre (portion de roche non cristallisée).
• Les roches sédimentaires proviennent du dépôt, de l’accumulation et de la compaction de particules solides appelés sédiments et/ou de la précipitation d’éléments en solution suite à une évaporation.
• Les roches magmatiques proviennent de la solidification d’un magma, c’est-à-dire de roches qui ont subi une fusion.
• Les roches métamorphiques proviennent de la transformation, à l'état solide, de roches préexistantes soumises à de nouvelles conditions (pression, température…)
• La structure d'une roche est l’agencement dans l’espace des minéraux qui la constituent.

  • Structure grenue : tous les minéraux sont des cristaux visibles à l’œil nu appelé « phénocristaux » accolés les uns aux autres.
  • Structure microlithique : les minéraux sont sous forme de verre, de nombreux cristaux microscopiques en forme de baguettes appelés « microlithes » et de quelques phénocristaux.
• La LVZ ( low velocity zone ) révèle une diminution de la rigidité des roches mantelliques.
• La croûte continentale présente une certaine hétérogénéité en surface, avec des roches magmatiques et métamorphiques dans les chaînes de montagne et des roches sédimentaires dans les bassins. En profondeur, elle est principalement constituée de granite.

  La croûte océanique est recouverte de sédiments. A certains endroits où elle est observable, elle présente de la surface vers les profondeurs une succession de basaltes (en coussins puis en filons) et de gabbros. Le manteau est constitué de péridotites.