Thème 1

Ce que je dois avoir : L’observation de la surface de la Terre permet de distinguer un domaine océanique et un domaine continental.

-L’étude de la topographie terrestre met en évidence un contraste entre les reliefs du domaine océanique et ceux du domaine continental. Les reliefs océaniques sont en majorités situés entre -6000 et – 3000 mètres (par rapport au niveau marin) alors que les reliefs du domaine continental sont majoritairement entre 0 et 1000 mètres d’altitude. La répartition des altitudes est donc bimodale à la surface de la Terre.

- deux types de croûtes constituent la partie superficielle de la Terre. On distingue ainsi une croûte océanique et une croûte continentale. 

Les données récoltées permettent de construire des représentations / modèles des deux croûtes :

-la croute continentale est composées de roches variées facilement observables et dont le granite semble être la roche la plus abondante. Son épaisseur moyenne est de 30 Km ;

-la croûte océanique, essentiellement composée de basalte, gabbro, a une épaisseur moyenne d’environ 7 Km.

Ce que je dois savoir : Les basaltes et les gabbros situés dans la croûte océanique sont des roches magmatiques. Leur composition minéralogique est identique : ils sont principalement constitués de pyroxènes, d'olivines et de feldspaths plagioclases. 

En revanche, leur structure est différente. Dans les gabbros, toute la roche est cristallisée et les minéraux sont visibles à l'œil nu : cette structure est qualifiée de grenue. Dans les basaltes, on observe au microscope des minéraux non visibles à l'œil nu (microlites) et du verre, qui correspond à une pâte non cristallisée. Cette structure est nommée microlitique. 

Si la croûte continentale est hétérogène en surface, une étude en profondeur révèle qu'elle est constituée de roches magmatiques et métamorphiques, dont la composition est proche de celle des granites. 

La masse volumique du basalte et du gabbro est supérieure à celle du granite. 

Ce que je dois avoir :  

La Terre est une planète tectoniquement active. Lorsque les roches superficielles sont soumises à des contraintes, elles emmagasinent de l'énergie qui peut être libérée brutalement lors de séismes. L’énergie libérée se propage sous la forme d’ondes de volume (P et S) et d’ondes de surface (L), les ondes S ne se propageant que dans les milieux solides. 

 Les ondes P et S ont des propriétés physiques utilisables par les géologues pour connaître la structure et la composition interne de la Terre. L'accélération de leur vitesse révèle la présence de roches plus denses. Le ralentissement voire l'absence de propagation des ondes signe la présence d'un milieu moins dense, plus visqueux voire liquide. 

La propagation des ondes de volume en profondeur obéit aux lois de Snell-Descartes. Au niveau d’une discontinuité séparant deux milieux de propriétés différentes, les ondes subissent une réflexion et / ou une réfraction. Ces lois permettent de calculer la forme des raies sismiques en profondeur. Inversement, le temps d’arrivée des ondes sismiques dans différentes stations va permettre de connaitre les propriétés des couches profondes du globes. 

Ce que je dois savoir : Lors du séisme de Zagreb, les ondes directes ayant cheminé dans la croûte arrivent après les ondes coniques qui ont pourtant parcouru un trajet plus long mais ont été accélérés en profondeur. Ces observations ont permis à Mohorovicic de mettre en évidence da discontinuité séparant la croûte du manteau appelée Moho. La croûte continentale est plus épaisse (en moyenne 30 Km) que la croûte océanique (7 Km).

Entre 120 et 220 Km de profondeur, les ondes sismiques sont légèrement ralenties sans qu’il n’y ait de véritable saut de vitesse, donc de discontinuité. Cette zone correspond à la LVZ, partie supérieure de l’asthénosphère, particulièrement ductile et déformable, surmontée par la lithosphère, rigide cassante et plus épaisse sous les continents que sous les océans.

Ce que je dois avoir :  

 L’assemblage de nombreux sismogrammes enregistrés à la suite d’un même séisme permet de construire des hodochrones. Quel que soit le lieu d’un séisme, il existe une zone d’ombre sismique entre 104° et 142° par rapport à l’épicentre. Elle s’explique si l’on admet une discontinuité séparant le manteau du noyau (discontinuité de Gutenberg). 

En dessous de 2900 Km, les ondes P ralentissent et les ondes S sont stoppées, mais réapparaissent à partir de 5150 Km de profondeur (discontinuité de Lehmann). Le noyau externe est donc liquide alors que le noyau interne est solide. 

Les études sismologiques ont conduit les géologues à proposer un modèle du globe (PREM). 

La température croît avec la profondeur. Le tracé représentant l'évolution de la température en fonction de la profondeur est appelé géotherme. Le profil du géotherme est propre à chaque enveloppe terrestre. Cela s'explique par des mécanismes de transfert thermique différents : par conduction dans la lithosphère et au niveau des discontinuités, et par convection (mouvement de matière) dans l'asthénosphère.

Ce que je dois avoir :  

Ces mouvements convectifs, chauds ascendants, et froids descendants, sont mis en évidence grâce à la tomographie sismique : on observe des anomalies de vitesse des ondes par rapport au modèle PREM. Ces mouvements permettent une dissipation de l'énergie thermique plus efficace que la conduction.