1 structure globe

8/19/2019 1 Structure Globe

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Structure du globe terrestre 13

P O I

C

- G é o l o g i e d e l ' i n

g é n i e u r

Chapitre 1

Structuredu globe terrestre

Plan

1.1 Caractéristiques globales1.2 Modèle sismologique

1.3 Modèle minéralogique

1.4 Modèle dynamique : théorie des plaques

P O I C

- G é o l o g i e d e l ' i n g é n i e u r

Introduction

Caractéristiques géométriques, physiques

Structure interne

Plusieurs caractéristiques (masse, diamètre…)

→ - pas directement mesurables

- calculs basés sur des hypothèses

Modélisations

Connaissance du globe terrestre


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14 Structure du globe terrestre

P O I

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g é n i e u r

Structure du globe terrestre Anciennes conceptions

17e siècle

Les eaux et les canaux souterrains font

communiquer les mers entre elles.

1665Le feu central et les canaux

permettant la circulation de

l'air qui lui est nécessaire

P O I C


1.1 Caractéristiques globales

Le globe

- pratiquement sphérique

- géoïde

- dimensions

rayon polaire (R p ) = 6356,77 km

rayon équatorial (Re ) = 6378.16 km

rayon moyen (sphère de volume égal)

= 6371 km

R p

Re

Surface S ≈ 510 x 106 km2

Volume V ≈ 1,083 x 1012 km3

Masse M ≈ 5,975 x 1021 T

Masse volumique moyenne de 5,52 T/m3

Terre animée


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g é n i e u r

http://zoumine.free.fr/tt/navigation/ellipsoides.html

Géoïde

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1.2 Modèle sismologique

Établi par interprétation des données fournies par les sismographes lors des enregistrements deséismes

En simplifiant...

Vitesse de propagation des ondes sismiques

→ module d’élasticité et densité du milieu traversé

Terre

TI C204


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g é n i e u r

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Prof. (km)

1 3 5 7 9 11

Densité

Noyau

interne

Noyauexterne

Manteauinférieur

Manteausupérieur

Croûte

Fe (86%)S (12%)

Ni (2%)

Fe (80%) Ni (20%)

(Mg Fe)SiO4(Mg Fe)SiO3(Mg Fe)O

1000 2000 4000

Pression

Kbar

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Prof. (km)

1000

2000

3000

4000

5000

6000

2 4 6 8 10 12 14

Km.s-1

Vitesse de propagation des ondes sismiques

S

P

P

S ?

Prof. (km)

Interprétation Mesures

1.2 Modèle sismologique

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épaisseur océans → 6km

continents → 30 km ρ < 3,3

profondeur → 670 km ρ : 3,3 → 4,0

profondeur → 2900 km

profondeur → 5150 km

ρ : 4,0 → 5,6

ρ : 9,9 → 12,8

ρ : 12,8 → 13,1

densités

* Modèle sismologique le plus récent PREM (Preliminary Reference Earth Model)


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g é n i e u r

* Modèle sismologique le plus récent

PREM (Preliminary Reference Earth Model)

- Croûte :

- Manteau supérieur :

- Manteau inférieur :

- Noyau : liquide

- Graine : solide

discontinuité : Mohorovicic ("Moho")

discontinuité majeure : Gutenbergépaisseur ≈ 200 km

ρ : 4,0

ρ : 9,9

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Variation des minéraux avec la profondeur(à cause de l'accroissement de température et de pression)

Expériences de condensation de mélanges gazeux et calculsthermodynamiques

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Epaisseur (km)

Volume(x1027 cm3)

Densité moyenne(g/cc)

Masse(1024 kg)

Masse(%)

Atmosphère 0.000005 0.00009Hydrosphère 3.8 0.00137 1.03 0.00141 0.024Croûte 17 0.008 2.8 0.024 0.4Manteau 2883 0.899 4.5 4.016 67.2

Noyau 3471 0.175 11.0 1.936 32.4Terre totale 6371 1.083 5.52 5.976 100

99.6%



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g é n i e u r

Comment connaît-on les minéraux profonds ?Comment connaît-on les minéraux profonds ?

KTB - Allemagne

8 Km

Péninsule Kola, Russie

12 Km

Hole 504B - Ride Costa Rica

2.1 Km

Manteau loin d'être atteint (MOHO pas atteint)

CROUTE CONTINENTALE CROUTE OCEANIQUE


P O I C


Moho des Alpes



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g é n i e u r

Bilan


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enveloppes

Pétrographie/chimie/minéralogie

Asthénosphère

Lithosphère = croûte +manteau sup.

Manteau inférieur

liquidesolide déformable

solideplastique

froide

rigide

Noyau externe

NoyauInterne

G u t e n

b e r g

L e h m a n

M o h o

D i s c o n t i n u i t é s

s i s m i q

u e s

Fe,Ni

Fe,Ni,S

Si,Al, Mg, Fe

Péridotites

R.sédim., granites,basaltes,…

olivinepyroxène

pérovskite

magnétowüstite

Bilan



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g é n i e u r


- déplacement les unes par rapport aux autres

- vitesse de l'ordre du cm/an

Surface du globe formée de plaques

1968

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Frontières entre les plaques → zones sismiques


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g é n i e u r

- Frontières divergentes

- Frontières convergentes

- Frontières coulissantes (failles transformantes)

• plaques océaniques

•

• augmentation de la surface des plaques par accrétion

• des plaques

(a) téléscopage de plaques continentales et orogénèse

(b) subduction d'une plaque océanique qui s'engloutit dans le manteau

• des plaques les unes par rapport aux autres

productrices d'un fort pourcentage de séismes

Trois types de frontières etmouvements entre plaques

Plaques lithosphériques

P O I C


A quel rythme se font ces mouvements de divergenceet de convergence?


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g é n i e u r

En résumé ...

P O I C


- Pas encore d'explication unanimement admise

- Explication probable →

http://pubs.usgs.gov/publications/text/unanswered.html#anchor19928310

Pourquoi les plaques se déplacent-elles ?


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Déplacement des plaques

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