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La structure de la Terre

Structure horizontale de la Terre

Propriété

La partie externe de la Terre est découpée en plaques rigides. Les plaques sont recouvertes soit par des océans soit par des océans et des continents. Les limites des plaques sont de plusieurs sortes :

  1. Des chaînes de volcans sous-marins effusifs appelées « dorsales » comme la dorsale médio-Atlantique

  2. Des chaînes de volcans continentaux explosifs associés à des « fosses océaniques profondes » comme la Cordillère des Andes à l’Ouest du continent Sud- Américain.

  3. Des chaînes de montagnes alignées au milieu de continents comme l’Himalaya en Inde.

  4. Des zones de coulissage où deux plaques glissent l’une contre l’autre comme au niveau de la faille de San Andréas aux États Unis.

Ces plaques sont en mouvement : elles s’écartent au niveau des dorsales et se rapprochent au niveau des fosses océaniques et des chaînes de montagnes. Ces plaques se déplacent donc les unes par rapport aux autres. On parle de « tectonique des plaques ».

  • Deux plaques qui se rapprochent sont dites « convergentes »,

  • deux plaques qui s’éloignent l’une de l’autre sont dites « divergentes ».

  • Deux plaques qui frottent l’une contre l’autre sans s’éloigner ni se rapprocher sont dites « coulissantes ».

<b>Carte des plaques Tectoniques et leurs mouvements relatifs<br></b><i>Source : Plates tect2 fr.svg par Plates_tect2_en.svg: USGS derivative work: BernardM (d), via wikimedia commons, Domaine public</i>

Carte des plaques Tectoniques et leurs mouvements relatifs
Source : Plates tect2 fr.svg par Plates_tect2_en.svg: USGS derivative work: BernardM (d), via wikimedia commons, Domaine public

Les limites sont en noir, les flèches rouges indique la direction prise par chaque plaque à sa limite.

Structure verticale de la Terre

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Depuis l’extérieur vers l’intérieur de la Terre on distingue différentes couches de roches de nature différente :

  1. La croûte qui peut être soit océanique soit continentale. La croûte océanique (10 km d’épaisseur) est constituée de Basalte et de Gabbros et la croûte continentale (jusqu’à 60 km d’épaisseur) est constituée de Granite.

  2. Le manteau (de -10 a – 2900 km) est constitué de péridotite.

  3. Le noyau (de -2900 à -6378 km) est constitué de Fer et de Nickel.

Ces couches présentent des variations de rigidité à l’origine d’un découpage spécial de la Terre :

  • La lithosphère océanique est formée de croûte océanique rigide et de manteau supérieur rigide.

  • La lithosphère continentale est constituée de croûte continentale rigide et de manteau supérieur rigide

  • L’asthénosphère est une partie du manteau qui commence sous la lithosphère et se termine vers 700 km de profondeur : elle est ductile (non rigide)

  • Au delà de 700 km et jusqu’à 2900 km, on est dans le manteau inférieur.

  • Au delà de 2900 km on est dans le noyau qui est divisé en deux parties : le noyau externe jusqu’à 5100 km qui est liquide puis le noyau interne qui est solide.

<b>Structure verticale de la Terre<br></b><i>Source : Earth-cutaway-schematic-english.svg par derivative work: Srimadhav, Earth_internal_structure.png: USGS via wikimedia commons , Domaine public, modifiée par Sandra Rivière</i>

Structure verticale de la Terre
Source : Earth-cutaway-schematic-english.svg par derivative work: Srimadhav, Earth_internal_structure.png: USGS via wikimedia commons , Domaine public, modifiée par Sandra Rivière

Propriété

Une plaque est constituée de lithosphère et repose sur l’asthénosphère : on parle de plaque lithosphérique.

  • Elle sera soit océanique si elle porte de la croûte océanique,

  • soit continentale si elle porte de la croûte continentale.

La lithosphère est plus rigide que l’asthénosphère, c’est ce qui explique le glissement des plaques…

<b>Structure des plaques lithosphériques<br></b><i>Source : Subduction Convergence Océan Continent.png , Image du United States Geological Survey légendée en français par William Crochot (alias Medium69) et partiellement relégendée par Eudemon. via wikimedia commons, Domaine public</i>

Structure des plaques lithosphériques
Source : Subduction Convergence Océan Continent.png , Image du United States Geological Survey légendée en français par William Crochot (alias Medium69) et partiellement relégendée par Eudemon. via wikimedia commons, Domaine public

L'activité des limites de plaques

Les séismes et le volcanisme qui ont lieu en surface de la Terre montrent l’existence d’une activité interne de la Terre.

Il existe au niveau des limites de plaques trois sortes de mouvements :

  • Des mouvements de « coulissage » : deux plaques se côtoient, se déplacent en direction opposée en frottant l’une contre l’autre sans jamais qu’une des deux ne passe sous l’autre

  • Des mouvements d’écartement ou « divergence » au niveau desquelles on enregistre une forte activité volcanique de type effusif : ce sont les « dorsales ». Les volcans de ces dorsales sont très actifs et sont à l’origine de la production de croûte océanique. On parle d’accrétion. Elles correspondent à l’évacuation de la chaleur interne de la Terre.

  • Des mouvements de rapprochement ou « convergence » au niveau desquelles, on observe une fosse océanique associée à un volcanisme de type explosif et sous laquelle la répartition des foyers sismiques indique qu’une plaque passe sous l’autre et s’enfonce dans la partie supérieure du manteau. On parle de subduction. On observe ainsi un phénomène de tapis roulant : la plaque est fabriquée d’un côté (dorsale) et disparaît de l’autre ( fosse).

<b> L’activité des limites de plaques<br></b><i>par José F. Vigil via wikimédia commons, CC-BY-SA-3.0-migrated</i>

L’activité des limites de plaques
par José F. Vigil via wikimédia commons, CC-BY-SA-3.0-migrated

Cette activité a des conséquences sur le paysage terrestre.

Si on rapproche l’Afrique, l’Amérique du sud avec l’Inde, l’Australie et l’Antarctique, on constate que les aires de répartition des fossiles communs sont contiguës. Les fossiles les plus récents retrouvés sur tous les continents actuels sont âgés de 240 millions d’années. On peut donc dire que la séparation a eu lieu il y a moins de 240 millions d’années.

<b>Position des continents il y a 240 millions d’années<br></b><i>Source : Snider-Pellegrini Wegener fossil map fr.svg, par  Osvaldocangaspadilla, Simon Villeneuve (traduction) via wikimedia commons, CC-BY-SA-3.0,2.5,2.0,1.0</i>

Position des continents il y a 240 millions d’années
Source : Snider-Pellegrini Wegener fossil map fr.svg, par Osvaldocangaspadilla, Simon Villeneuve (traduction) via wikimedia commons, CC-BY-SA-3.0,2.5,2.0,1.0

La naissance d’une dorsale au milieu d’un continent crée tout d’abord une vallée d’effondrement riche en volcans appelée « rift ». Puis l’écartement continue jusqu’à séparer le continent en deux morceaux qui vont se déplacer de manière opposée : un océan se met en place entre eux deux au-dessus de la dorsale. Les nouveaux continents s’éloignent l’un de l’autre : on dit qu’il y a eu dérive des continents.

Définition

Dériver signifie « s’écarter de sa direction sous l’effet d’un vent ou d’un courant ».

Or les continents ne flottent pas sur la Terre : ils font partie d’une plaque lithosphérique et s’ils semblent se déplacer, c’est en fait le phénomène de « tapis roulant » qui est à l’origine de leur modification de position sur le globe.

Quand deux continents situés en bordure de plaque se rapprochent, il y a dans un premier temps, fermeture de l’océan situé entre eux par subduction de la lithosphère océanique. Puis les continents qui bordaient l’océan disparu entrent en collision. Leur affrontement aboutit à la formation de chaînes de montagnes. La collision comprime les roches et engendre des déformations souples (plis) ou cassantes (failles) : on parle de figure de compression.

<i>Source : Cycle orogénique.png par Saphon via wikimedia commons CC-BY-SA-3.0-migrated modifiée par Sandra Rivière</i>

Source : Cycle orogénique.png par Saphon via wikimedia commons CC-BY-SA-3.0-migrated modifiée par Sandra Rivière

Exemple

Un exemple actuel de formation de chaîne de montagne par collision est la chaîne de l’Himalaya. L’Himalaya s’est formé par collision de l’Inde dans le continent Eurasien.

Il y a 65 millions d’années l’Inde se déplaçait à 14 cm/an. Depuis 50 millions d’années, sa vitesse de déplacement diminue pour atteindre une vitesse stable de 5 cm/an depuis 35 Ma.

La formation de l’Himalaya a donc débuté il y a 50 millions d’années, à partir du moment où la vitesse de déplacement a diminué : quelque chose a ralenti l’Inde, c’était le continent eurasien. Les géologues qualifient l’Himalaya de chaîne de collision en cours de formation car l’Inde continue d’avancer de 4 cm/an.

<b>Formation de l’Himalaya<br></b><i>Source : Collision Inde Asie.jpg par Géosciences Montpellier via wikimedia commons  CC-BY-SA-4.0</i>

Formation de l’Himalaya
Source : Collision Inde Asie.jpg par Géosciences Montpellier via wikimedia commons CC-BY-SA-4.0

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