C2. STRUCTURE INTERNE TERRESTRE La Terre est organisée en couche. Structure, composition, température et densité varie entre ces couches concentriques. C2.a - SCHEMA GENERAL Doc 1 Film «vidéo «Deux gouttes de culture, la Terre» première partie (00:00-02:49). 1. Quel est l âge de la Terre? 2. Légender le schéma ci-dessus. 3. En quoi diffèrent les différentes couches de la Terre? Comment expliquer leur répartition? 7
SVT - 1S 4. Comment évolue la température au sein de la Terre? Ajouter le gradient de température sur le schéma. 5. Quand est-il de la pression? C2.b - SISMOLOGIE Doc 2 Film «vidéo «Deux gouttes de culture, la Terre» première partie (02:49-03:17). Doc 3 La sismique de réfraction appliquée à l étude de la croûte océanique. Une source embarquée sur le navire émet des ondes sonores semblables aux ondes sismiques P. Lors ce que ces ondes rencontrent une surface séparant deux milieux aux propriétés physico-chimiques différentes, certaines sont réfléchies, tandis que d'autres sont réfractées, c'està-dire que leur trajectoire est déviée au passage de la discontinuité. Les ondes qui regagnent la surface sont captées par hydrophone. L'analyse du temps de parcours des ondes entre la source à différentes positions et l'hydrophone permet de localiser les discontinuités et de déterminer la vitesse des ondes dans chaque couche. Doc 4 Mesure de la vitesse d'onde semblable aux ongles de pieds dans une barre de granité dans une barre de plâtre. Deux capteurs distants de 28 cm enregistrent les ondes de compression produites par l'impact d un marteau sur une barre de granite et sur une barre de plâtre. 8
Doc 5 Mesures laboratoires de la vitesse de propagation des ondes sismiques P dans quelques matériaux. Doc 6 Exemples de vitesse de propagation des ondes sismiques P dans la croûte continentale. 6. Pourquoi ne peut on pas connaître directement la structure interne de la Terre? 7. Déduisez l'intérêt de la sismique réfraction pour l'étude de la croûte océanique. 8. Calculer la vitesse de propagation des ondes sismiques dans les deux matériaux étudiés sur le montage présenté dans le document 4. 9. Déterminer la nature possible des roches de la croûte océanique et des roches de la croûte continentale. 10. Expliquer comment le contraste géologique entre océans et continents a été prouvé. 9
La sismologie La SISMOLOGIE permet d étudier la structure du globe en analysant la propagation des ONDES lors de SEISMES. Les méthodes actuelles permettent d envoyer des ondes artificiellement pour déterminer la structure des roches en profondeur. Il existe différents types d ondes, dites élastiques, qui se propagent lors d un séisme : Deux ondes de profondeur : les ONDES P (Premières) sont des ondes de compression-décompression. Elles sont aussi les plus rapides. les ONDES S (Secondes) sont des ondes de cisaillement ou ondes transversales. Elles ne se propagent pas dans les milieux liquides. Deux ondes de surface : les ondes L et R (ondes de Love et ondes de Rayleigh), qui arrivent en dernier, ont un comportement plus complexe. 11. Identifier les ondes P et S sur le schéma ci-dessus. i. Propriétés physiques des ondes Chaque milieu possède, selon les atomes et la structure qui le forment, des propriétés physico-chimiques propres. Lorsqu une onde change de milieu, sa trajectoire et sa vitesse change (loi de Snell-Descartes). L analyse de ces changements permet de déterminer le nombre et la nature des couches. 10
SVT - 1S C2.c - CROUTE TERRESTRE La CROUTE CONTINENTALE et la CROUTE OCEANIQUE ne présentent ni la même altitude, ni la même épaisseur, en raison de leurs différences pétrographiques. Les roches continentales peuvent être récoltées au niveau d affleurements directement visibles dans le paysage ; celles de la croûte océanique peuvent être récoltées par dragage ou forage. i. La croute continentale La croute continentale (SiAl) fait en moyenne 30 km d épaisseur. Elle est formée majoritairement de granite. Cette roche contient essentiellement du.., des... et du.. Doc 7 Composition chimique des minéraux du granite (en pourcentage de masse d atomes présents dans la roche) 12. Compléter le texte ci-dessus. 13. D après le document ci-dessus, pourquoi appelle-t-on aussi la croute continentale SiAl? Doc 8 Extrait de la carte géologique de Condé-sur-Noireau 14. Dans quelles fourchette d âges se trouvent les roches de la croûte continentale? 11
SVT - 1S ii. La croute océanique La CROUTE OCEANIQUE (SiMa) fait en moyenne 10 km d épaisseur. Elle est constituée en majorité de BASALTES et de GABBROS. Le basalte est une roche sombre, contenant des feldspaths et des pyroxènes dans une importante matrice de verre. On observe donc une structure hémicristalline : avec de nombreux cristaux de verre. Le gabbro est constitué des mêmes minéraux que le basalte, mais la roche est entièrement cristallisée (pas de verre). Les minéraux y sont plus gros. Doc 9 Lames minces des roches de la croûte océanique 1. Microlithes de plagioclase, 2. Olivine, 5. Pyroxène. Doc 10 Tableau comparatif des compositions chimiques du basalte et du gabbro En pourcentage de masse d atomes présents dans la roche. Doc 11 Composition pétrographique de la croûte océanique < Doc 12 Âge de la croûte océanique 15. Identifier les minéraux 3 et 4. 16. En vous basant sur leur structure, déterminer quelle lame est le basalte et quelle lame est le gabbro. 17. Les roches continentales et océaniques sont elles entièrement faites de minéraux différents? 18. Pourquoi appelle-t-on la croûte océanique SiMa? 19. Gabbro et basalte se forment dans des conditions différentes. Expliquer. En quoi cela peut-il influencer leur structure? 20. Dans un tableau, récapituler les différences entre croûte océanique et continentale. 12
C2.d - COUCHES INFERIEURES Le. est la discontinuité chimique qui sépare la croûte du manteau. Le. est constitué de péridotite, une roche verte contenant de l olivine en grande quantité, plus des pyroxènes et des amphiboles (minéraux hydratés). Péridotite Gangue de basalte Basalte à enclave de péridotite «Manteau d Arlequin» = péridotite observée au microscope en LPA Doc 13 Echantillons de péridotite à l œil nu et en lame mince La. et la partie supérieure du. forment la LITHOSPHERE. En moyenne, la lithosphère fait une centaine de kilomètres d épaisseur en domaine continental. On distingue la lithosphère océanique et continentale. La lithosphère est rigide. Elle est posée sur l ASTHENOSPHERE, la partie du manteau supérieur qui se comporte de manière DUCTILE. Plus l on s enfonce dans les couches internes de la Terre et plus la température et la pression augmentent. 13