SVTLardé/Lambla - chapitre 2 : La structure du globe terrestre

Rappel : Un séisme résulte de la libération brutale d’énergie lors de rupture de roches soumises à des contraintes. Les ondes sismiques libérées au niveau du foyer par la rupture des roches se propagent dans toutes les directions vers la surface mais aussi à travers le globe

b. L’Utilisation des séismes :

Activité 3 : Un peu de sismicité

Bilan n ° 3 : L’étude de la vitesse des ondes permet dans un premier temps de mettre en évidence le type de matériau traversé puisqu’il existe une relation entre densité du matériau et vitesse des ondes.

- L’accélération de leur vitesse révèle la présence de roches plus denses

- Le ralentissement des ondes signe la présence d’un milieu moins dense ou plus visqueux

- la disparition des ondes S signe la présence d’un milieu liquide

Les études sismiques ont conduit les géologues à proposer un modèle sismique du globe terrestre (PREM) Ce modèle est organisé en quatre couches concentriques présentant chacune une signature sismologique propre : la croûte, le manteau, le noyau externe et le noyau interne. Toutes ces couches sont solides à l’exception du noyau externe liquide

Activité 4 : La sismologie, le stéthoscope qui écoute le cœur de la Terre

Bilan n ° 4 :

Les enveloppes concentriques de la Terre sont :

•La croûte : épaisse de 7 km sous les océans et 30 km sous les continents, limitée par le Moho ou discontinuité de Mohorovicic. (1% du volume global de la Terre). La discontinuité de Mohorovicic est caractérisée par une accélération brutale de la vitesse des ondes P et S et sépare la croûte du manteau.

•Le manteau : 83% du volume global de la Terre

il s'étend du Moho jusqu'à la discontinuité de Gutemberg. Il est divisé en manteau supérieur (de - 30 à - 670 km profondeur) et en manteau inférieur (de - 670 à - 2 900 km de profondeur). Il est constitué de péridotite , roche de plus forte densité (3,3)

•Le noyau : partie centrale et profonde de la Terre (16% du volume planétaire), séparé en un noyau externe, liquide (c'est la seule partie liquide à l'intérieur de la Terre) et une graine solide. La limite entre les deux se trouve à - 5100 km de profondeur au niveau de la discontinuité de Lehmann.

C/ La distinction lithosphère / Asthénosphère

Activité 5 : Données sismiques et distinction Lithosphère -Asthénosphère

Bilan n° 5 :L’analyse fine des études des ondes sismique permettent de distinguer deux couches qui diffèrent par leur comportement( deux enveloppes fonctionnelles et non plus structurales).

-La lithosphère (entre 0 et 120 km env.) est composée des roches de la croûte et du manteau lithosphérique. La lithosphère est solide cassante et forme des plaques tectoniques, lithosphériques. Elle se termine par une limite thermique : l’isotherme 1300°C, qui modifie le comportement des péridotites du manteau

-L’asthénosphère (de 120 à 6O0 km) est composée d’une partie du manteau supérieur. La partie supérieure de l’asthénosphère est la LVZ (100 à 200 km env) qui est « molle » (péridotites ductiles) et qui permet à la lithosphère de se déplacer sur l’asthénosphère

MODELE PREM

III. L’apport combiné des études thermiques et sismiques à la connaissance dynamique du globe terrestre

Activité 6 : Des anomalies sismiques qui nous en disent beaucoup sur la dynamique de la terre.

Bilan n ° 6 0n peut repérer des anomalies de vitesse des ondes sismiques par rapport au modèle théorique.

. Lorsque les vitesses des ondes diminuent, le compartiment est moins dense ou plus chaud et inversement

Les principales anomalies identifiées sont les suivantes :

- Des anomalies de haute température sont constatées au niveau des dorsales et des points chauds. Ces types d’anomalies montrent généralement une colonne chaude ascendante de l’asthénosphère

- Des anomalies de faible température sont constatées au niveau des zones de subduction. Dans ce cas, la plaque lithosphérique plongeante froide s’enfonce dans le manteau asthénosphérique

Les anomalies thermiques sont donc en lien avec le contexte géologique et l’activité dynamique de notre planète.

Activité 7 : Les propriétés géothermiques de la Terre

Vidéo correction de la modélisation de la Convexion .

Bilan n °7 : La température croît avec la profondeur. Le tracé représentant l’évolution de la température en fonction de la profondeur est appelé géotherme.

Le profil d’évolution de la température interne présente des différences suivant les enveloppes internes de la Terre, liées aux modes de transfert thermique : la conduction et la convection.

Par conduction dans la lithosphère et au niveau des discontinuités et par convection dans l’asthénosphère …

Conclusion finale du chapitre :

Les enveloppes terrestres évacuent la chaleur de différentes manières (convection et conduction).

Les mouvements de convection du manteau sont associés à des contextes géodynamiques précis et semblent en lien avec la tectonique des plaques.

- dorsale et point chaud : remontée de L’asthénosphère.

- subduction : descente de lithosphère dans l’asthénosphère

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