PARTIE B :

STRUCTURE, COMPOSITION ET DYNAMIQUE DE LA TERRE INTERNE

Rappels :4me : - les indices de l'activit interne (sismes, volcanisme) - tectonique des plaques.2nde : la plante Terre dans le systme solaire.

Chapitre 1 :

Structure et composition chimique de la Terre interne

Problmatique : Comment connatre et tudier la structure interne de la Terre?

I. Origine, diffrenciation et structure interne de la Terre

TP n1 : L'apport des donnes sismologiques

Definitions :- Onde sismique : propagation d'une perturbation dans un milieu sans transport de matire (transport d'nergie). - Foyer : point de rupture brutale des roches en profondeur l'origine d'un sisme - picentre : Point de la surface de la Terre situ la verticale du foyer, o les ondes arrivent en premier et o elles font le plus de dgts

Si la station d'enregistrement est suffisamment loigne de l'picentre, on enregistre sur le sismogramme 3 types d'ondes: - Des ondes de volume qui se propagent l'intrieur du globe. Les ondes P de compression dilatation. Les ondes S de cisaillement. - Des ondes de surface qui dplacent les particules dans toutes les directions.

http://rev.seis.sc.edu/earthquakes.html

Hodochrone : temps d'arriv du sisme enfonction de la distance par rapport au foyer.

Comparaison des donns de l'hodochrone avec la modlisation

La Terre est structure en enveloppes concentriques. Les enveloppes ont des masses et des masses volumiques diffrentes. La zone d'ombre sismique est une zone o aucune station n'enregistre d'ondes sismiques directe (de volume). Elle se situe de 103 140 environ par rapport au lieu du seisme.

TP n2 : Le modle de la structure interne de la TerreMilieu rigide

Milieu liquide ( Les ondes S ne se dplacent que dans les solides donc vitesse nulle dans les liquides)

Milieu rigide

Vitesse de propagation des ondes S sous les continentsRigide Discontinuit (MOHO) Plus rigide

Moins rigide (ductile)

LVZ : Low velocity zone

Plus rigide

Vitesse de propagation des ondes S sous les ocansRigide Discontinuit (MOHO) Plus rigide

Moins rigide (ductile)

LVZ : Low velocity zone

La Terre est structure en enveloppes concentriques : la croute (continentale ou ocanique), le manteau, et le noyau. Les enveloppes sont spares par discontinuits physiques et/ou chimiques. des

- La croute jusqu' 10 km de profondeur sous les ocans (basalte) et 30 km sous les continents (granite). La matire est solide.

- Le manteau suprieur, spar de la croute par le MOHO (discontinuit chimique). Son paisseur varie de 10 km jusqu' 670 km de profondeur. A l'intrieur du manteau on observe la LVZ (entre 100 et 200 km), zone dans laquelle la temprature de la roche est proche de la fusion. Il y a fusion partielle , ce qui diminue la vitesse des ondes sismiques. La LVZ est la limite entre la lithosphre (Croute + partie suprieure du manteau suprieur) et l'asthnosphre (partie infrieure du manteau suprieur). - Le manteau infrieur De 670 km 2900 km. Il est solide. (Changement physique)

- Le noyau externe liquide dbute 2900 km de profondeur. C'est la discontinuit de Gutenberg. Les ondes S ne se propagent pas dans les liquides. - Le noyau interne (graine) solide 5100 km.

Activit n1 : tude de plusieurs paramtres physiques de la terre.

La temprature, la pression et la masse volumique varient avec la profondeur.

Activit n2 : L'apport des donnes mtoritiques pour comprendre la structure de la Terre

Quelques chondrites

La structure de la Terre rsulte d'une part de sa formation par accrtion de petits corps dont les mtorites de type chondrite sont les vestiges, et de sa diffrenciation ( les lments chimiques se sont rassembls par gravit).

II. Composition chimique de la Terre

Problme : Comment tudier la composition chimique de la Terre? Quelle est-elle?

TP n3 : Les roches de la lithosphre et de l'asthnosphre.Dfinitions: - Minral cristallis : substance dfinie par sa composition chimique et dont la structure est organise en rseau prsentant des proprits gologiques stables dans l'espace. - Verre : matriau non cristallin c'est dire dont la structure ne prsente pas de proprit gomtrique stable.

Seuls les matriaux de la croute et du manteau suprieur sont observables la surface de la Terre. Les enveloppes de la Terre dont les roches affleurent la surface ont des compositions chimiques diffrentes. Elles sont formes de minraux ou de verre. Le basalte constitue la croute ocanique, le granite la croute continentale et les pridotites le manteau suprieur.

Activit n3 : La connaissance indirecte du manteau profond et du noyau

La composition chimique des enveloppes de la terre est principalement constitue des lments : Si, O, Mg, Fe, Ca, Na, K, Al. Les principaux minraux sont l'olivine, les pyroxne, le feldspath, le quartz, l'amphibole et le micas. Les matriaux du manteau profond et du noyau sont inaccessibles. On peut prciser leur composition en tudiant des modles tenant compte de la formation de la Terre partir de chondrites.