ENSM-SE / processus naturels / terre_ronde

CHAPITRE 4

Les Enveloppes rocheuses de la Terre

Quelques idées fortes :

Graine solide

Axisymétrique, reconnue seulement depuis 1936 :

orientation des cristaux de fer par convection axisymétrique ? ou par dépôt orienté par le champ magnétique du noyau ?

30 à 100 m³ de graine cristallisée/jour = chaleur latente qui permet la convection dans le noyau liquide.

Le noyau liquide sismiquement transparent pour les ondes S :

limite entre le noyau et le manteau : P= 130 G.P ; T°= 3800°K ;

limite entre le noyau et la graine : P= 320 G.P ; T°= 5000°K ;

Centre de la Terre : P= 400 Gpa ; T°= 6000°K.

Noyau

Fonctionne comme une magnétohydrodynamique, provoque les inversions du champ terrestre :

La durée moyenne de stabilité entre 2 inversions est de l'ordre de quelques x100 000 ans, elle peut être beaucoup plus courte

elle peut être beaucoup plus longue, plusieurs x10 Ma ; avant la limite Permien-Trias et avant la limite Crétacé-Tertiaire.

la couche D"

Produit de l'interaction chimique entre le fer liquide du noyau et le manteau silicaté.

Solide mais à vitesse lente, à forte densité, et elle donne des rais sismiques spécifiques qui émergent dans la zone d'ombre ;

Topographie tourmentée : épaisseur très variable, de quelques x10 km à 200-300 km.

Couche limite entre la convection mantellique et la convection du noyau,

Zones épaisses =accumulateur de chaleur à la base du manteau ;

Déclanche des panaches mantelliques si longue accumulation = volcanisme de point chaud

trapps de Sibérie, à la fin du Permien, trapps du Deccan en Indes, à la limite Crétacé-Tertiaire

Manteau inférieur

Composition chimique proche de celle des chondrites = indifférencié, et minéralogie très compacte.

Pas de fractionnement important car ne donne que les basaltes des points chauds.

Echanges intermittents avec le manteau supérieur :

Subduction d’une plaque dans le manteau inférieur vers la couche D" ;

Traversée de la discontinuité 670 Km par des panaches chauds en route vers la surface

Manteau supérieur

Compostion chimique et minéralogie et de péridote = fortement différencié :

Péridotites à plagioclase dans les 30 premiers Km;

Péridotites à spinelle entre 30 et 60 Km;

Péridotites à grenat au-delà de 60 Km.

Autres phases minérales plus compactes en profondeur

Fractionnement important :

Tous les volcanismes autres que les points chauds ; T

toute l’extraction de la croûte continentale (SiAl)

Domaine de convection ordinaire des plaques lithosphériques = volcanisme de 3 types

Décompression adiabatique peu profonde (<80-100 km), fusion partielle « à sec, HT° » dans les rides océaniques (ou rifts)

Décompression adiabatique profonde(>80-100 km), fusion partielle HT° « à sec, HT° » dans les points chauds

Fusion partielle « hydratée, BT° » à profondeur croissante dans les zones de subduction

Croûte

Croûte océanique :

Fusion dans les rides océaniques, transport et hydratation du plancher océanique, disparition dans les fosses ;

Durée de vie maximum d’un fond océanique = 200 Ma (mémoire courte)

Croûte continentale :

Fusion dans les zones de subduction, matériaux légers et hydratés peu recyclables ;

Durée de vie très variable : jusqu’à 4 Ga (cratons)

Mémoire effaçable par érosion ou par métamorphisme (ceinture orogénique de collision ou de marge continentale active)

Histoire de la Terre

L’Adéen, une naissance tourmentée datée de 4.55 Ga.

Planètes formées en moins de 10 Ma ? ou quelques x10 Ma ?

Le couple Terre-Lune fabriqué par capture violente d’un météore déjà différencié de la taille de Mars ?

Archéen, (3.5 Ga. A 1.7 Ga. ) une convection mantellique rapide et un géotherme élevé

l’extraction très active par fusion partielle et flottation = embryons de croûte continentale

Le début des temps modernes vers 2 Ga

Fonctionnement de la tectonique des plaques prend un rythme comparable à celui que nous observons

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