0 > 1 0 > 1> 2 > 3 > Isostasie : modèle Airy, modèle Pratt. L explication des mouvements verticaux de la lithosphère par l isostasie.

Transcription

1 Isostasie : modèle Airy, modèle Pratt Surface de compensati > 1 Surface de compensati > 1> 2 > 3 > L explication des mouvements verticaux de la lithosphère par l isostasie. 1) Présence d une surcharge (calotte 2) Fonte de la calotte glaciaire Lithosphère soulèvement Asthénosphère Lithosphère à l équilibre isostatique sur l asthénosphère Rupture de l équilibre mouvements verticaux de rééquilibrage isostatique

2 Profondeur (en km) Altitude (en km) Distribution bimodale des altitudes. Courbe : théorique observée Mont Everest, m Fosses des Mariannes, Terres émergées km² + 3 m m Terres immergées km² % de la surface terrestre Si la théorie d une contraction de la Terre suite à son refroidissement était exacte, comme l indiquait Eduard Suess, elle se traduirait par l existence d affaissements et de soulèvements aléatoires de la croute terrestre. L analyse statistique des reliefs à la surface du globe devrait alors révéler une distribution des altitudes de nature "moyenne", gaussienne (voir courbe théorique). Mais ce n est pas le cas (voir courbe observée). Voici ce qu en dit A. Wegener dans son livre "La genèse des continents et des océans", paru en «La statistique des surfaces terrestres de même altitude met en lumière le fait curieux que l écorce du globe présente deux niveaux nettement prédominants entres lesquels les surfaces d altitude moyenne sont une minorité. De ces deux altitudes, la plus élevée répond aux aires continentales, la plus basses aux domaines abyssaux. Pour s en rendre compte, il suffit de diviser la surface du globe en kilomètres carrés et de classer ces derniers par rang d altitude. En portant en abscisses les surfaces et en ordonnées les altitudes on obtient une courbe connue sous le nom de courbe hypsographique.»

3 Les figures tectoniques de compression : Faille inverse : Pli et pli-faille : Epaississement vertical (relief) Epaississement vertical (relief) Raccourcissement horizontal Raccourcissement horizontal Chevauchement Epaississement vertical (relief) Fragment de nappe (Klippe) Nappe de charriage Fenêtre Unité Raccourcissement horizontal Front de charriage/contact anomal chevauchante Unité chevauchée

4 Interprétation d un profil ECORS obtenu par sismique réflexion dans les Alpes

5 Géothermes 1 2 T C 2, LIQUIDE + SOLIDE LIQUIDE 8 1 : géotherme continental moyen 2 : géotherme océanique moyen 5 4 L 16 3 : géotherme sous une dorsale 4 : géotherme de point chaud SOLIDE L : liquidus 7,5 24 Ss : solidus sec P (Gpa) Km Sh : solidus hydraté Sh Ss Isothermes dans zone de subduction Arc volcanique Fosse C 1 C 12 C 13 C 14 C Prof. (km)

6 ANATEXIE MAGMATISME METAMORPHISME Diagenèse/métamorphisme/anatexie T ( C) CHLORITE BIOTITE ANDALOUSITE 1 5 DISTHENE SILLIMANITE Pression Profondeur (Km) G é o t h e r m e 6 C / k m G é o t h e r m e 3 C / k m a l t é r a t i o n n o n r é a l i s é d i a g e n è s e s o l i d e / l i q u i d e _ s o li d e Cellule à enclume diamant (ENS Lyon)

7 Prof (km) P (GPa) Prof (km) P (GPa) LVZ Asthénosphère Lithosphère Amphibolites Métamorphisme/Anatexie, T ( C), T ( C),2,2,4,6,8 Schistes bleus D A Schistes verts S Granulite 2,4,6,8 D A S 2 1, 4 1, 4 1,2 Eclogite 1,2 1,4 1,4 1,6 6 1,6 6 Métamorphisme HP BT Métamorphisme MP HT Non réalisé dans la nature Métamorphisme Anatexie Géotherme moyen Métamorphisme BP HT Non réalisé dans la nature Géotherme moyen Asthénosphère, lithosphère, manteau- états Solide T (en C) Liquide + Solide Croûte Manteau supérieur rigide 5 16 Manteau supérieur ductile Manteau supérieur rigide Pression (en Gpa) Profondeur (en Km) Géotherme moyen Courbe de fusion des matériaux du manteau obtenue en laboratoire en soumettant les roches du manteau à des pressions et des températures croissantes

8 Couplage magmatisme métamorphisme : Rôle de l eau Transformations de la lithosphère océanique à proximité des dorsales Transformations de la lithosphère océanique dans les zones de subduction Roches magmatiques Fusion partielle du manteau H 2 O H 2 O H 2 O Roches magmatiques de la lithosphère océanique Schistes verts (amphibole) Roches métamorphiques de la lithosphère océanique Schistes verts (amphibole) Schistes bleus (glaucophane, jadéite) Roches métamorphiques de la lithosphère océanique en subduction Eclogites (grenat)

9 Terre : machine thermique Magmatisme de point chaud Conduction Magmatisme de dorsale Magmatisme de subduction Magmatisme de subduction Convection Magmatisme de rifting Conduction Magmatisme de point chaud Convection Magmatisme de dorsale Flux géothermique Noyau interne Manteau lithosphérique Mouvements convectifs Noyau externe Croûte continentale Radioactivité (libération d énergie) Volcans Conduction thermique Magmatisme de rifting et de dorsale Manteau inférieur et asthénosphère Croûte océanique Océan

10 Noyau Manteau Croûte Lithosphère (Li) Jusqu'à 15 Enveloppe Discontinuité Profondeur de à km Comportement physique Roche Minéraux Composition chimique continentale à 7 moy 35 cassante granitoïde + roche méta quartz feldspath alcalin micas Si, O, Al, K, Na... océanique Moho à 1 moy 7 cassante basalte gabbro feldspath plagioclases, pyroxènes, olivine Si, O, Fe, Mg, Ca supérieur partie > du manteau > partie < du manteau > = asthénosphère océ 2 à 8 Li oc max 9 con max 8 Li c max 15 (LVZ) (125 à 15) Sous la Li à 67 cassante (moins rigide) ductile péridotite Olivine Puis (Spinelle) (Pérovskite) Si, O, Mg, Fe inférieur 67 à 29 rigide Gutenberg externe 29 à 51 liquide - - Ni, Fe, S Lehmann interne 51 à 637 rigide - - Ni, Fe

11 Manteau supérieur Asthénosphère Moho Lithosphère 1 km km d = 2,7 Croûte continentale Roches sédimentaires ( à 5 km) Roches magmatiques plutoniques, granite (Roches magmatiques volcaniques, andésite, basalte) Roches métamorphiques, éclogite d = 2,9 Croûte océanique Roches sédimentaires ( à 3 km) Roche magmatique volcanique, basalte (2 km) Roche magmatique plutonique, gabbro (5 km) moy 7 km (d = 2,9) d = 3,3 Manteau lithosphérique moy 35 km max 8 km moy 9 km LVZ (125 km) ductile Roche mantellique, péridotite Roche mantellique, péridotite moy 11 km (67 km) rigide Manteau asthénosphérique LVZ (15 km) max 15 km