Origine et différenciation de la structure interne de la terre

Pages: 8 (1956 mots) Publié le: 12 avril 2011
STA Structure et composition chimique de la Terre interne

_ 3 semaines.



SEQ 9: Origine, différenciation et structure interne de la Terre



I Apport de la sismologie

Les géologues utilisent des méthodes physiques comme la sismologie pour étudier le globe terrestre. Lors d'un séisme il y a libération au foyer d'énergie sous forme de chaleur et d'ondes sismiques qui se propagentdans toutes les directions.

Les temps de parcours calculés à partir des sismogrammes renseignent sur la nature des milieux traversés.

TP16 Sismologie

L'analyse des temps d'arrivées des ondes sismiques P et S à des stations situées à diverses distances de l'épicentre montre que les ondes arrivent aux stations éloignées plus vite que prévu. Cela signifie qu'au cours de leur trajet àl'intérieur du globe, la vitesse de propagation des ondes P et S augmente.

C'est la conséquence de l'accroissement en fonction de la profondeur de la densité des matériaux dans lesquels elles se propagent: la terre à une constitution hétérogène. (Mais symétrique!)

Les ondes sismiques de volume subissent au cours de leur propagation à l'intérieur du globe des réfractions et des réflexions quitraduisent l'existence de discontinuités.

Mise en évidence de la zone d'ombre livre p245 doc 4

Lors d’un séisme les ondes P ne sont pas reçues aux stations situées entre 11 500 et 14 500 Km de l’épicentre. Cette zone s’explique par la présence en profondeur d’une importante discontinuité séparant des milieux de nature différente. (Noyau, Manteau)

Découverte de la discontinuité de MohorovicicTP17 Discontinuités

Les discontinuités indiquent des différences de composition chimique et / ou minéralogique et / ou physique.

L'étude des ondes réfléchies permet de déduire la profondeur de la discontinuité.

Les zones d'ombre sismiques caractérisées par l'absence de réception d'ondes directes P et / ou S révèlent l'existence en profondeur de secteurs où les ondes sont amorties ouarrêtées.

L’analyse des ondes P et S renseignent sur l’intérieur de la Terre, celle des ondes L sur la partie solide la plus superficielle.
II Les modèles de la Structure interne de la Terre

A Modèle sismologique

L’analyse d’un profil de vitesse des ondes de volume en fonction de la profondeur met en évidence l’existence d’enveloppes concentriques séparées par des discontinuités. Chaquediscontinuité est marquée par une variation brutale des ondes P et S.

- discontinuité de Mohorovicic ou Moho croûte/manteau

- discontinuité de Gutenberg manteau/noyau

- discontinuité de Lehmann noyau externe liquide / noyau interne solide

On distingue également une Zone à Moindre Vitesse ZMV (ouLVZ low velocity zone) située entre 120 et 250 Km de profondeur

Doc 2 p249.

Géotherme : augmentation moyenne de la température du globe avec la profondeur

Courbe de fusion des péridotites : péridotite roche du manteau

Cette diminution de vitesse est interprétée par une diminution de la densité du manteau et donc comme une zone moins visqueuse. Le toit de la LVZ marque la limiteentre la lithosphère (zone rigide cassante) constituée par la croûte et la partie superficielle du manteau supérieur (environ 120 Km d’épaisseur) et l’asthénosphère (zone moins visqueuse)
B Modèle minéralogique et chimique

1/ les roches du manteau

La péridotite est la roche constitutive du manteau

Elle est constituée en majorité de minéraux ferromagnésiens : olivine et pyroxène

Le Mohoest donc une limite chimique

La composition minéralogique et la densité de la péridotite change avec la profondeur (augmentation de P et T)

- à 400 Km l’olivine devient de la spinelle

- à 700 Km la spinelle devient de la perovskite

Cette seconde transformation (à -700 Km) marque la limite entre Manteau supérieur et manteau inférieur.

Aux température et pression estimées entre...
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