UE MU002 Grandes questions environnementales
“Dynamique du globe: du noyau à la lithosphère – Couplages globaux”

L’objectif de ce cours est de montrer que la Terre est une planète active dont tous les compartiments sont en interaction, permettant des couplages parfois inattendus, entre par exemple le champ magnétique (dont l’origine est dans le noyau) et la lithosphère, ou bien entre les panaches mantelliques et la biosphère (via le climat).
1. Introduction: la Terre, planète active
Les éruptions volcaniques, les séismes, les glissements de terrain, les tsunamis sont les témoins de l’activité interne de la Terre. Nos connaissances de la structure et de la dynamique interne de la Terre proviennent très largement de la sismologie et de la gravimétrie, car l’essentiel de notre Globe est inaccessible à l’observation directe ou à l’échantillonnage (le forage le plus profond ne dépasse pas 12 kilomètres), sauf de manière très indirecte, par exemple les roches remontées de quelques centaines de kilomètres dans les “pipes” de kimberlites, là où l’on trouve les diamants. Commençons donc par récapituler l’essentiel de nos connaissances sur l’intérieur de la Terre.
2. Sismologie et gravimétrie: connaissance de l’intérieur de la Terre
La Terre est hétérogène. On connaît, depuis Erathostène (197 AD!), son rayon (6370 kilomètres) et donc son volume et la mesure de la pesanteur permet de calculer sa masse. La densité moyenne résultante est de 5,5, bien supérieure à la densité des roches en surface (2,7 en moyenne pour la croûte continentale, un peu plus – 2,9 - pour la croûte océanique).
L’intérieur de la Terre est donc plus dense, ce qu’attestent les météorites métalliques (densité
8) qui proviennent du noyau de protoplanètes disparues dans des collisions lors de la formation du système solaire.
L’étude du champ de pesanteur montre qu’il existe des anomalies gravimétriques qui reflètent des hétérogénéités de densité. Cependant, il est difficile de