STRUCTURE INTERNE DE LA TERRE

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Méthodes d’étude :

L’étude de la structure interne de la Terre se fonde principalement sur l’analyse de la distribution des vitesses des ondes sismiques, qu’il s’agisse de celles propres aux tremblements de terre (sismologie passive) ou de celles provoquées par des explosions nucléaires (sismologie active). Lorsque se vérifie ce genre d’événements, la Terre produit deux types d’ondes sismiques caractérisées par des modes de propagation différents. Les ondes primaires (ondes P) sont parallèles au sens de la vibration, tandis que les ondes secondaires ou de cisaillement (ondes S) suivent un mouvement perpendiculaire par rapport à la direction de celle-ci. Si les ondes primaires traversent aussi bien les milieux liquides que solides, les secondaires ne se propagent que dans ces derniers. De plus, la vitesse de transmission d’une onde sismique est fonction de la capacité de compression du milieu dans lequel elle se propage, celle-ci étant à son tour fonction de la densité de ce milieu. Il s’ensuit que l’étude des temps de transmission des ondes sismiques à l’échelle planétaire, nous renseigne sur la structure interne de la Terre.

Croûte terrestre :

Surla base de ces études, on distingue dans la Terre solide sa partie supérieure, dite croûte terrestre, couche d’une très mince épaisseur comparativement au rayon moyen de notre planète (6371 km). Délimitée par une discontinuité sismique dite discontinuité de Mohorovicic (ou plus simplement Moho), la croûte terrestre est en effet d’une épaisseur moyenne de 30-40 km sous les continents et de 7 km sous les océans. Cela correspond à un pourcentage inférieur à 1 % de la masse totale de la Terre. Les croûtes océanique et continentale diffèrent tant par leur structure que par leur composition, ces données étant le reflet du processus de leurs formations respectives. Autre témoin de cette différence, l’âge maximal des roches que l’on trouve dans l’un ou l’autre de ces milieux: pas plus de 250 millions d’années dans les océans, mais jusqu’à 3800 millions d’années sur les continents. Déplus, la structure océanique est plus simple que celle continentale, ses roches étant déplus en plus anciennes au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la dorsale océanique.

Manteau terrestre :

Au-delà du Moho commence le manteau terrestre qui s’étend jusqu’à 2900 km de profondeur environ.

Là se trouve un autre niveau de discontinuité sismique dite discontinuité de Gutemberg, qui sépare le manteau du noyau, partie centrale du globe terrestre. Le manteau représente environ 70 % de la masse terrestre et il est constitué principalement de roches à l’état plastique. En effet, la très haute température qui y règne et a tendance à faire fondre les roches, est contrecarrée par une pression tout aussi élevée, qui tend, elle, à garder les roches à l’état solide. Les roches du manteau se trouvent donc à l’état solide ou liquide en fonction de la vitesse à laquelle elles sont déformées. Ainsi, poussées à remonter par la différence de niveaux de densité qui caractérisent les différentes couches du manteau (niveaux de densités produits à leur tour par les températures de plus en plus élevées au fur et à mesure que l’on s’approche du centre de la Terre), les roches du manteau peuvent avoir la fluidité d’un corps liquide et provoquer de lents mouvements de convection qui entraînent les couches les plus superficielles de la Terre et font bouger les plaques tectoniques.

A l’inverse, lorsqu’elles sont sollicitées par des ondes sismiques agissant en chaque point à plus grande vitesse, les roches du manteau se comportent comme des corps solides et permettent lu propagation des ondes P, comme des ondes S.

Noyau terrestre :

Le noyau constitue la partie centrale de la Terre. On en distingue deux parties, séparées entre elles pur une nouvelle discontinuité sismique, dite discontinuité de Lehman. Dans le noyau externe, les ondes de type S ne peuvent se propager au-delà de cette discontinuité, raison pour laquelle on considère que ce milieu est constitué de matériaux à l’état liquide. Le noyau interne, en revanche, présente toutes les caractéristiques d’un corps solide.

Asthénosphère et lithosphère :

La couche extérieure du globe terrestre, celle qui comprend la croûte et me partie du manteau, se caractérise par un comportement rigide dans son ensemble, marqué par les vitesses sismiques élevées caractéristiques des corps solides. Généralement, on identifie la lithosphère à l’ensemble des plaques terrestres en mouvement. Sous cette couche superficielle, se trouve une région du manteau qui s’étend sur une centaine de kilomètres, où en revanche la vitesse des ondes sismiques décroit rapidement pour ensuite augmenter à nouveau la répartition des principales plaques terrestres. Les frontières qui les délimitent sont marquées en rouge, les flèches montrent le sens de leur mouvement. Les triangles indiquent de manière approximative l’emplacement des volcans actifs, situés pour la plupart en correspondance des marges des plaques.