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Les caractéristiques du domaine continental.

Comment expliquer les particularités de la croûte continentale.
by

Jacques florimont

on 26 November 2015

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Transcript of Les caractéristiques du domaine continental.

Les caractéristiques
du
domaine
continental.

I- La densité de la croûte
continentale et la notion
d'isostasie.
II- L'épaisseur de la croûte continentale
III- Des indices tectoniques et pétrographiques de l'épaississement crustal.
IV- l'âge de la croûte continentale.
Au début du XXe siècle, Wegener avait postulé que l'altitude moyenne des continents et des océans permettait d'avancer l'idée que ces deux domaines correspondaient à des croûtes terrestres différentes: les croûtes continentales et océaniques.
Comment expliquer les fortes
variations des altitudes sur Terre ?
Quelles sont les caractéristiques
de la croûte continentale?
Les roches de la croûte continentale et leur densité.
Les roches continentales visibles en surface , bien que présentant une grande diversité, appartiennent pour l'essentiel à la
famille du granite.
Ce sont des roches
magmatiques

plutoniques

grenues.
La densité moyenne de la croûte continentale est de 2,7.
La croûte continentale est donc moins dense que le
manteau
constitué de
péridotite
qui a une densité de 3,3.
Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer les variations d'altitude à la surface de la terre.
Le modèle
d'Airy
qui considère que la croûte a partout la même densité a été retenu.
Un peu comme un bateau flotte sur l'eau, la croûte continentale flotte sur le manteau. On parle
d'isostasie
pour qualifier cet état d'équilibre ou la
gravité
(de la croûte ou de la lithosphère) compense
la poussée d'archimède.
Cet état d'équilibre fait intervenir une
surface de compensation
au niveau de laquelle la pression exercée par la colonne de roche située au dessus de cette surface est la même en tout point de celle çi.
Le manteau lithosphérique étant solidaire de la croûte continentale, l'équilibre isostatique se répercute sur la lithosphère. C'est la raison pour laquelle on dit que
la lithosphère est en équilibre isostatique sur l'asthénosphère
Lorsque l'épaisseur de la croûte continentale diminue ou augmente de façon instantanée à l'échelle des temps géologiques,
l'équilibre isostatique est rompu.
Cela entraîne des mouvements verticaux de la lithosphère.
Remarque: la croûte et le manteau sont rigides, cependant le manteau asthénosphérique est plus
ductile
(peut se déformer sans se rompre) que le manteau lithosphérique. Il existe donc une limite lithosphère asthénosphère correspondant à
l'isotherme 1300°C .
En un mot, disons que la
lithosphère se comporte comme un solide élastique
, où les déformations sont toujours réversibles (exemple : la gomme des écoliers), tandis que
l'asthénosphère est un solide déformable
, qui flue très lentement d'une manière analogue à celle d'un fluide (exemple : le miel des abeilles).
Les données
sismiques
permettent d'estimer l'épaisseur de la croûte, c'est à dire connaître la profondeur à laquelle se trouve le
moho,
surface qui marque la
limite entre la croûte et le manteau.
L'étude de nombreux séismes permettent de tracer les isobathes du moho: courbes d'égale profondeur du moho.
En domaine continental , la profondeur moyenne du moho est d'environ 30 km, mais cette profondeur augmente sous les chaînes de montagnes ( jusqu'à 70 km environ. On parle de racine crustale pour décrire ce phénomène.
Racine crustale des Pyrénées
Moho
Racine crustale du Tibet

La PHOTO suivante prise dans la sierra Telera (Pyrénées Espagnoles).
On y voit
deux failles inverses
(voir le petit schéma dans le coin inférieur gauche du schéma interprétatif) qui sont des plans de
chevauchement
liés au fait que ce massif calcaire (fin du Crétacé à la base, surmonté du calcaire compact du Paléocène dans lequel sont taillées des falaises) a subi, lors de la surrection des Pyrénées, une
compression
dans la direction nord-sud qui a fait se chevaucher trois nappes de charriage (flèches rouges).
Les chevauchements peuvent se produire à toutes les échelles quand les terrains sont soumis à une
compression
qui leur impose un
raccourcissementet donc un épaississement.
colonne
lithosphérique
manteau
Une montagne est toujours associée à une racine crustale qui s'enfonce dans le manteau lithosphérique.
Triple chevauchement
dans les
Pyrénées.
Séisme d'Arménie du 7 décembre 1988.
En moins de 8 secondes, la faille de Spitak a cassé sur 20 km.
"La faille qui a joué le 7 décembre est donc orientée est-sud-est, ouest-nord-ouest et c'est une
faille inverse
de raccourcissement.
C'est à dire que le compartiment situé au nord de cette faille est monté en biseau sur le compartiment sud.
Le jeu, instantané, de la faille a été au maximum de 1,60 mètre avec, en plus, un glissement horizontal vers le sud-est de 40 centimètres au maximum".
Les plis
Les géologues peuvent identifier dans les chaînes de montagnes des indices révélateurs des
contraintes compressives
qui se sont exercées.
Plis, failles inverses, et nappes de charriage
signent un raccourcissement local de la croûte océanique.
Les failles
inverses
Faille inverse Aubenas
Pyrénées
Effet de l'érosion sur
une structure plissée
Alpes
Les Chevauchements
Les roches de la croûte, soumises à ces contraintes , peuvent être enfouies à plusieurs kilomètres de profondeur. La
température
et la
pression
augmentant avec la profondeur, ces roches vont subir un ensemble de
transformations à l'état solide
engendrant des roches qualifiées de
métamorphiques.
Coupes dans les Alpes: On y retrouve les plis, les failles inverses et les nappes de charriage.
Les différents degrés
de métamorphisme
Schistes, micaschistes et gneiss
Gneiss
micaschiste
Chaque domaine correspond à un minéral
En profondeur, le terme ultime du métamorphisme est
l'anatexie
c'est à dire la
fusion partielle
des roches de la croûte.
Cette fusion partielle est à l'origine de roches appelées
migmatites.
Contrairement à la croûte océanique qui n'est jamais âgée de plus de 200 Ma, la croûte continentale peut être très vieille, jusqu'à 4Ga. Ces âges sont connus par des méthodes de
radiochronologie.
Ces méthodes sont basées sur la connaissance des lois qui régissent la
désintégration d'éléments radioactifs
contenus dans les roches.
Une vue de la Baie d'Hudson et de la ceinture verte du Nuvvuagittuq. Il s’agit d’un mélange de roches volcaniques et sédimentaires similaire à celles que l’on connaît à Barberton en Afrique du sud et à Isua au Groenland. L’âge obtenu pour ces roches de la ceinture verte est de 4,28 milliards d’années. Un record !
Rubidium
et
strontium
sont deux éléments présents dans les minéraux des roches de la croûte continentale.
Le strontium présente deux isotopes stables 87 Sr et 86 Sr
Le 87 Rb est lui
radioactif
et se désintègre en 87 Sr.
Au cours du temps, la quantité de 87 Rb diminue donc et celle de 87 Sr augmente.
Par contre la quantité de 86 Sr reste constante.
Pour dater une roche il faut connaître la quantité d'isotope radioactif au départ. Cette valeur est inconnue.
Nous ne connaissons pas non plus la quantité de 87 Sr.
Par contre nous savons qu'au moment de la cristallisation de la roche, tous les minéraux incorporent la même proportion de ces deux isotopes du même élément. C'est la proportion de ces éléments dans le magma. ( elle est aussi inconnue) =
rapport initial de 87 Sr / 86 Sr
Cependant les minéraux n'ont pas tous la même composition et donc pas la même teneur en 87 Rb.
Le rapport 87 rb/ 86 Sr varie donc d'un minéral à l'autre.
La teneur en carbone 14 diminue de moitié tous les 5730 ans, c'est la
demie vie
du Carbone 14.
La concentration en carbone 14 dans l’atmosphère est très faible ;
le rapport moyen 14C /12C est de 1,2 . 10 .

-12
Fin
Sur la coque des bateaux
Le tirant d'eau est la hauteur de la partie immergée du bateau qui varie en fonction de la charge transportée. Il correspond à la distance verticale entre la flottaison et le point le plus bas de la coque, usuellement la quille.
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