Un bolide à 107 280 km/h...
Notre planète nous accueille, nous porte, nous nourrit, nous supporte...mais est ce que nous la connaissons vraiment?
Notre vaisseau spatial!
Troisième planète du système solaire, la Terre est la seule planète connue sur laquelle se trouvent des être vivants!
La révolution de la Terre autour du Soleil, qui définit l'année siderale, dure 365 jours et 6 heures.
La planète Terre accomplit une rotation sur elle-même en 23h et 56min et 4sec(et non 24h), ce qui définit la durée d'un jour sidéral.
La Terre et le Soleil aurait à peu près le même âge, soit 4,5 milliards d'années.
De la surface vers le centre, il y aurait environ 6400km, la partie solide mesurant 66km d'épaisseur.
Ainsi, si la Terre était une pomme, cette partie solide serait la peau de la pomme et si elle était un oeuf, cette partie représenterait la coquille!
Alors marchons avec soin, on marche sur des oeufs!
Epluchons la planète...
La planète Terre serait constituée de différentes couches d'épaisseurs et de constitution différentes!
Du noyau jusqu'à la croûte externe des mondes distincts se déclinent...
Visitons-les!
D'abord le Coeur!
Le noyau se situe au centre de la Terre.
Il est divisé en deux parties:
Une partie liquide, le noyau externe, plus proche de la surface et une partie solide, le noyau interne plus profond.
Les deux parties du noyau formeraient 17% du volume terrestre.
Elles seraient séparées l'une de l'autre par la discontinuité de Lehmann.
Le noyau externe est essentiellement constitué de fer et il atteint une température de 4000degré C!
On sait qu'il est liquide, et du fait de sa fluidité, les roches en fusion qu'il contient sont tout le temps en mouvement.
C'est d'ailleurs ce mouvement qui est à l'origine du champs magnétique de la Terre.
Au fil des millénaires, le noyau externe perdrait de son volume, en se solidifiant; il devient alors une partie du noyau interne!
Le noyau interne est parfois appelé "graine".
Il est probablement solide, mais ce n'est pas certain.
La température y est de 3800 à 5500 degré C selon une étude de 2013.
Si le noyau interne est réellement solide malgré la température, c'est parce que la pression y est très forte; la matière est tellement compressée qu'elle ne peut s'étendre, et donc être liquide.
On pense que le noyau interne serait lui aussi en mouvement: il tournerait, sous l'effet du champ magnétique, ceci étant facilité par le liquide dont il est entouré.
Cela s'appelle la "rotation différentielle", car la rotation du noyau et celle de la planète entière ne sont pas liées.
Le noyau pèserai environ...1000 milliards de milliards de tonnes...c'est la graine la plus lourde de la planète!
Laissons la bien plantée!
Une veste, deux manteaux!
Au delà du noyau se trouve le manteau!
Le manteau représenterai 80% du volume de la Terre et 65% de sa masse.
Il est séparé de la croûte par la discontinuité de Mohorovicic, aussi appelée "Moho" par abréviation; et du noyau par la discontinuité de Gutenberg.
Il existe deux niveaux de manteau: le manteau supérieur(qui s'étend de 35 à 700km de profondeur), plastique;
et le manteau inférieur(de 700 à 2900km de profondeur).
Les deux manteaux font donc un peu moins de 2900km d'épaisseur.
La plus grande partie du manteau terrestre serait composée d'une roche appelée peridotite.
Les différences entre les composants du manteau sont surtout liées à la profondeur: plus c'est profond, plus il fait chaud et plus la pression est forte.
La roche la plus courante dans le manteau, la pérovskite, apparait à partir de 670km de profondeur.
Le manteau supérieur serait le plus souvent plastique, mais sous l'effet de la chaleur qu'émettrait le noyau, certaines zones seraient liquides, plus près de la surface.
Il serait animé de mouvements qu'on appelle des "mouvements de convection".
Ce qui signifie que les roches bougent en fonction de la température, la roche chaude est moins dense et monte, la roche froide est plus dense et descend.
Ce sont ces mouvements du manteau qui seraient responsables des déplacements des plaques tectoniques, et donc de l'activité des volcans et des séismes.
Rien ne serait réellement homogène dans le manteau terrestre:
la chaleur issue de la radioactivité et la viscosité de la couche sont des exemples de paramètres très difficiles à déterminer correctement...
Du noyau à la croûte!
La mésosphère se rapporte au manteau inférieur dans la région entre l'asthénosphère et le noyau externe.
Elle serait la plus épaisse couche de la Terre.
À mesure que la profondeur augmente, la pression et la force des atomes dans une structure est plus dense et plus rigide.
Ainsi, la différence entre la mésosphère et l'asthénosphère est probablement due aux différence de densité et de rigidité, c'est à dire des facteurs physiques, et pas de n'importe qu'elle différence en composition chimique!
La mésosphère est un synonyme de manteau inférieur!
L'asthénosphère
L'asthénosphère(du grec asthenos, qui veut dire 'sans résistance') est la partie ductile du manteau supérieur terrestre.
Elle s'étend de la lithosphère jusqu'au manteau inférieur sur 700 km.
Ce concept apparait à la fin des années 1960 avec la révolution de la tectonique des plaques, en même temps que le concept de mésosphère.
L'asthénosphère est comprise entre la lithosphère et la mésosphère.
La profondeur de l'asthénosphère dépend donc directement de l'épaisseur de la lithosphère.
Cette dernière varie entre environ 100km sous les océans(quelques kilometre au niveau des rifts océaniques) et environ 170km sous les continents.
La distinction entre ces deux régions se faisant sur des critères de comportement mécanique des roches, le passage d'un domaine à l'autre est souvent défini en utilisant un isotherme.
La valeur de cet isotherme suscite le débat dans la communauté scientifique.
On pourra trouver 1300Kelvin, soit un peu plus de 1000 degré celcius, ou 1350 degré C.
À cette température la plupart des roches deviennent assez ductiles, ce qui permet aux lithospheres de se déplacer.
La partie supérieure de l'asthénosphère est appelée zone à faible vitesse, souvent abrégée L V Z d'après l'anglais Low Vélocité Zone.
Sa limite inférieure se situe entre 640 et 700 km, au niveau de la zone intermédiaire qui la sépare du manteau inférieur.
Elle serait le siège de déformations plastiques associées à des mécanismes simultanés de glissements, de dislocations(discontinuités dans la structure cristalline) et la migration d'ions et de lacunes.
Ce processus est nommé fluage par diffusion ou auto-diffusion.
Elle serait également le siege d'une convection, mais de nombreux arguments indiquent que cette convection présente une continuité au moins partielle avec la convection du manteau inférieur.
On a imaginé que les mouvements de convections de l'asthénosphère étaient la cause du déplacement superficiel des plaques lithospheriques.
Les propriétés ductiles de l'asthénosphère, entrainant un découplage mécanique avec la lithosphère, en font néanmoins un mauvais candidat pour cette mise en mouvement.
On estime actuellement que le déplacement de la lithosphère et le déplacement de l'asthénosphère sont partie intégrante du système de convection mantellique,
et aucun des deux ne saurait être considéré comme la cause de l'autre...
L'asthénosphère serait composée de peridotite ductile(malléable) à plus de 1300degré C à sa limite avec la lithosphère.
Plus précisément, elle serait composée de trois phase minérales silicates:
55% d'olivine, 28% de pyroxène, 17% de grenat, ainsi, éventuellement qu'une fraction fondue.
L'asthénosphère permettrait donc le phénomène de convection(déplacement de matière due à la chaleur).
La densité moyenne des roches augmente avec la profondeur pour passer de 3,4 à la limite supérieure de l'asthénosphère(avec la lithosphère) à 4 au niveau de sa limite inférieure, avec le manteau inférieur...
La vitesse des ondes sismiques P augmente également avec la profondeur.
Elle serait de 7,8km/s au niveau de la lithosphère.
La vitesse des ondes sismiques S passe de 4km/s à 5,5km/s.
La vitesse des ondes sismiques dépend de la rigidité: plus la rigidité est importante, plus les ondes sont rapides.
En contact avec la biosphère:la lithosphère!
La lithosphère(littéralement, la "boule de pierre") est l'enveloppe terrestre rigide de la surface de la Terre.
Elle comprend la croûte terrestre et une partie du manteau supérieur.
Elle est divisée en un certain nombre de plaques tectoniques, également appelées plaques lithospheriques.
La lithosphère, relativement rigide sur des échelles de temps, de l'ordre de 1 à 10 Ma, repose sur l'asthénosphère, solide mais ductile,
plus facilement déformable car constituée de roches dans des conditions physico-mécaniques(pression, température, donc vitesse de déformation accrue), menant à une viscosité relativement faible.
Porteuse de deux types de croûtes, la continentale et l'océanique, la lithosphère existe sous deux types correspondant:
La lithosphère continentale, épaisse de 60km jusqu'à parfois 200km, âgée en termes de milliards d'années, et est segmentée selon l'histoire des provinces continentales.
La lithosphère océanique, organisée continûment(sinon latéralement au niveau des failles transformantes)selon l'âge de la croûte océanique qu'elle porte.
À l'intérieur de la lithosphère, la croûte terrestre est séparée du manteau supérieur par la discontinuité de Mohorovicic(plus communément appelée "Moho"),
discontinuité marquée par une modification de la vitesse de propagation des ondes sismiques, correspond à un changement drastique du matériau composant ces unités, à savoir:
des roches ultramafiques pour le manteau lithospherique, des roches de type basaltiques pour la croûte océanique, des roches de types granulitiques pour la croûte continentale inférieure, la croûte continentale supérieure étant elle de nature granitoïde.
La limite lithosphère-asthenosphere correspond à une limite rhéologique située à l'intérieur du manteau supérieur:
de part et d'autre, ce sont les même roches, de même composition chimique, mais du fait des variations de condition physico-mécaniques, les comportements mécanique et thermique sont différents,
passant, en remontant, d'une rhéologie de type fluide et un transport thermique advectif jusqu'au sommet de l'asthénosphère, à une rhéologie rigide et un transport thermique conductif à partir de la base de la lithosphère.
Pour les besoins des modélisations, la limite entre lithosphère et asthénosphère est généralement définie par l'isotherme à 1300degré C.
Le passage croûte-manteau, lui, est plus superficiel(il se situe au coeur de la lithosphère), et correspond à un changement de composition chimique et de minéralogie des roches.
Le transfert de chaleur dans la lithosphère se fait par conduction thermique à l'opposé du transfert de chaleur par convection dans l'asthénosphère.
Le gradient de température est plus élevé dans la lithosphère que dans l'asthénosphère, de l'ordre d'une dizaine de degré par km.
La transformation d'un manteau rigide dans la lithosphère, en un manteau plus deformable(ductile) dans l'asthénosphère, est responsable d'une diminution de la vitesse et d'une atténuation marquée des ondes sismiques P et S au niveau de la "low vélocité zone".
Les plaques qui composent la lithosphère seraient animées de mouvement relatifs de divergence, de convergence ou décrochant, dit de coulissage.
Les mouvements de divergence traduisent un éloignement de deux plaques l'une par rapport à l'autre au niveau d'une dorsale.
La convergence, est un rapprochement des deux plaques.
La convergence peut être une subduction, une plaque passe au-dessus d'une autre.
Il existe deux cas de subduction, une convergence d'une plaque continentale et océanique, avec formation d'une cordillère ou d'un arc insulaire.
Dans le second cas la convergence se fait entre deux plaques océaniques avec création d'un arc insulaire ou d'un arc insulaire double et d'une mer marginale formé par le remplissage d'un bassin arrière-arc.
Dans le cas de deux plaques continentales, les deux plaques entrent en collision avec un blocage local de la convergence ce qui donne naissance à une chaîne de collision.
La quantité de lithosphère à la surface de la Terre est toujours la même, les mouvements de convergence et de divergence se compensent!
La lithosphère constitue l'essentiel de la planète au contact avec la biosphère, en considération de la masse et du volume, loin devant l'eau et l'air.
Elle est le support de la vie, de la biodiversité et contient l'essentiel du carbone résiduel fossile sous forme de charbon, de gaz, de pétrole et roches carbonatées.
Quelle croûte!
Les croûtes océaniques, qui ont une épaisseur moyenne de 6 km, recouvrent environ 70% de la surface de la Terre!
Le reste se compose de croûtes continentales.
La croûte océanique correspond à la partie de la croûte terrestre qui forme les océans.
Elle se situe au-dessus de Moho(discontinuité de Mohorovicic) et est principalement composée de roches basiques(basaltes puis gabbros) et ultrabasiques comme la péridotite.
Son épaisseur varie de 5 à 8 km, tandis qu'elle affiche une densité de 2,7.
La Croûte continentale.
Les croûtes continentales, qui ont une épaisseur moyenne de 30 km.
Elles recouvrent environ 30% de la surface de la Terre.
Le reste se compose de croûtes océaniques.
La croûte continentale correspond aux parties de la croûte terrestre qui forment les continents.
Elle se situe au-dessus de Moho(la discontinuité de Mohorovicic) et est principalement constituée de roches granitiques avec une densité de 2,7 à 2,8.
Son épaisseur varie entre 15 km sous les plaines à plus de 70 km sous les montagnes!
Depuis la graine, au centre de la Terre, nous avons traversés diverses couches pour finir sur un tapis déroulé et étendu pour notre bon plaisir: la couverture sédimentaire!
On distingue cinq grands ensembles sédimentaires, qui sont les roches, les vases, les sables(sables fins, sables fins vaseux et sables vaseux), les graviers(contenant les graviers-sables), et les cailloutis(avec le cailloutis-graviers et les cailloutis-vases).
La couverture sédimentaire varie en fonction de sa position sur le littoral!
Les chiffres du vaisseau!
Notre planète en quelque chiffres!
De la surface de la Terre vers le centre, il y a environ 6400 kilometres, la partie solide mesure 66 km d'épaisseur.
Le point le plus chaud jamais enregistré se situe en Libye avec une température record de 57,8 degré Celsius.
Le point le plus froid a été mesuré en Antarctique à -89 degré C.
La plus haute montagne du monde est un volcan en activité: le Mauna Loa. Il est situé à hawaï dans le Pacifique et mesure 10230 metres de haut, plus haut que l'Everest, qui mesure 8850 mètres.
Mais une bonne partie se situe sous l'eau. En réalité, son altitude est de 4205 mètres.
La plus grande chaîne de montagne est sous-marine: la dorsale médio-Atlantique.
Les crêtes des plus hautes montagnes forment des îles.
Cette chaîne a été découverte dans les années 1950.
La fosse sous-marine la plus profonde est la fosse des Mariannes.
Située dans le Pacifique, le point le plus profond est à 10916 metres.
Jacques Piccard, un océanographe suisse, fils d'Auguste Piccard, inventeur du bathyscaphe, un petit sous-marin très résistant à la pression, y descend à son bord.
Il est extrêmement surpris d'y trouver des crevettes et des poissons abyssaux!
La pression y est egale à 1000 fois la pression atmosphérique.
97 % de l'eau totale sur Terre se trouvent dans les océans!
70 % de l'eau douce potable se trouvent dans les glaces de l'Antarctique et dans le Groenland.
Si les glaces de l'Antarctique fondaient, le niveau des mers augmenterait de 61 mètres.
Le plus grand lac du monde est la mer Caspienne.
Le fleuve le plus long du monde est l'Amazone, avec 6992 km de long.
Le second est le nil avec 6952 km.
L'endroit où il pleut le plus se trouve en Colombie, avec 13 mètres d'eau en moyenne par an à Lloro!
Un tiers des Terres sur la planète sont désertiques, et le plus grand désert du monde est le Sahara!