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C OURS 1 L A NATURE GÉOLOGIQUE DES CONTINENTS - SUITE SVT – T ERMINALE S – T HÈME 1B – L E DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE 1B1 – C ARACTÉRISATION DU.

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1 C OURS 1 L A NATURE GÉOLOGIQUE DES CONTINENTS - SUITE SVT – T ERMINALE S – T HÈME 1B – L E DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE 1B1 – C ARACTÉRISATION DU DOMAINE CONTINENTAL

2 II- Les continents, des ensembles en équilibre TP 2 – L ES CONTINENTS (2) – DES ENSEMBLES EN ÉQUILIBRE Qu. 2 : On remarque que les balises GPS situées autour de la mer Baltique enregistrent un fort déplacement vertical (proche de 1 cm/an), tandis que celles en Europe centrale ne bougent pas ! StationsPosition géographiqueVitesse de déplacement en altitude (mm/an) LROC POTS BUDP VAAS SODA SKE0 La Rochelle - France Postdam – Allemagne Copenhague - Danemark Vaasa – FInlande Sodankyla – FInlande Skelleftea – Suède 0,06 0,08 1,32 8,9 6,8 11,7 Qu. 1 : Comment expliquer ces mouvements verticaux ?

3 A- L’équilibre isostatique Qu. 3 : Pour expliquer ce fait surprenant, reprenons une des premières découvertes des Sciences Physiques : Tout corps plongé dans un fluide subit une force verticale égale au poids du volume déplacé C’est la Poussée d’Archimède EUREKÂ !!

4 En langage mathématique Un corps exerce une force, son poids P Le « fluide » réagit avec une poussée égale, mais en sens opposé Cette poussée va s’établir au niveau d’une « surface de compensation »

5 En langage géologique maintenant La lithosphère exerce son poids P …sur l’asthénosphère, qui se comporte comme un fluide et réagit avec une poussée égale, mais en sens opposé Cette poussée va s’établir au niveau d’une « surface de compensation », par exemple la base de la lithosphère à 100 km de profondeur (c’est une surface virtuelle qui n’a de sens que pour le calcul) Croute continentale Manteau lithosphérique ASTHENOSPHERE LITHOSPHERE

6 La lithosphère est dite en équilibre isostatique Le concept de l’isostasie énonce que la lithosphère est en équilibre, car elle exerce la même force (le même poids) à tout endroit de la surface de compensation == Surface de compensation Altitude 0 (~niveau de la mer)

7 Simplifions nous les calculs à venir… Le vecteur du champ de pesanteur g étant égal partout au niveau de la surface de compensation, on peut simplifier et ne pas l’inclure dans tous nos calculs Du coup, il ne s’agit plus que de comparer des masses Comment déterminer la masse de la lithosphère ? Mais sur quel volume raisonner ? Faisons simple, choisissons à chaque fois une colonne virtuelle de section carrée mesurant 1m x1m. Et la, V = 1 x 1 x h, il nous reste qu’a considérer les hauteurs

8 Or, la lithosphère est un mélange ! Nous avons ici de la croute Et là, du manteau, qualifié de lithosphérique, puisque solidaire de la lithosphère Surface de compensation = base de la lithosphère = 100 km Qu. 4 : Séparés par la discontinuité de Mohorovičić, ou Moho 1 m h croûte h ML

9 Qu. 5 : Quelle est la profondeur du Moho ? On le sait par l’étude des données sismiques Pour la station OG02 – H = 32,14 km Pour les calculs à venir, on considérera une profondeur de 30 km comme valeur moyenne sous les continents

10 Qu 6. Calcul 1 : M totale = M croûte + M ML h croûte = mρ croûte = 2700 kg/m 3 h Mant.litho = mρ ML = 3300 kg/m 3 Avec l’altitude moyenne des continents à 300 m au dessus du niveau 0 M croûte continentale = 81, kg M manteau lithosphérique = kg M lithosphère = 312, kg

11 B- Montagnes et racines crustales Considérons le Tibet, avec ses 5000 mètres d’altitude moyenne M croûte continentale = 94, kg h croûte-Tibet = m Qu. 7 : On a un excès de masse du fait du supplément de croûte continentale. Or la masse au niveau de la surface de compensation sous le Tibet devrait la même qu’ailleurs. Comment cet excès est il compensé ? M lithosphère + 5 km Tibet = 325, kg > 312, kg

12 L’excès de masse du à l’altitude doit être compensé par l’existence d’un supplément de matériel peu dense en profondeur à la place de manteau très dense Surface de compensation Altitude 0 (~niveau de la mer) +300 mètres mètres supplémentaire + ?? mètres supplémentaire On parle de Racine Crustale

13 Qu. 8 - Calcul 2 : Déterminer l’épaisseur de la racine crustale, la croute continentale supplémentaire sous un relief h croûte = x ρ croûte = 2700 kg/m 3 ρ ML = 3300 kg/m 3 Il existe donc une racine crustale d’au moins 21 km sous le Tibet. x = mètres M lithosphère = 312, kg 5000 m m Racine crustale x mètres Manteau lithosphérique M lithosphère = ρ CC h CC + ρ ML h ML h ML = x

14 Qu. 9: Et si on change la nature de la croute ? Remplaçons le granite de la CC par les basaltes et gabbros de la CO Surface de compensation Altitude 0 (~niveau de la mer) m m M lithosphère = kgM lithosphère = 316, kg !! ρ croûte cont = 2700 kg/m 3 ρ croûte océanique = 2850 kg/m 3

15 Qu. 10: L’excès de masse est donc compensé par une moindre épaisseur de croûte océanique Surface de compensation Altitude 0 (~niveau de la mer) m M en excès = kgh en moins = 1578 m

16 Qu. 11 : Tache complexe = déterminer la profondeur moyenne de l’océan : Surface de compensation Altitude 0 (~niveau de la mer) M lithosphère = kg h océan = 4760 m 7000 m – 7000 – 3000 – h océan m h océan ρ Croûte océanique = 2850 kg/m 3 ρ eau = 1000 kg/m 3 ρ M. Lithosphérique = 3300 kg/m 3 = ρ eau xh océan + + ρ séd x ρ Co x ρ ML x(90000-h océan ) ρ Sédiments = 2000 kg/m m

17 Rappelez vous… La répartition des altitudes, dite bimodale, qui servit d’argument à Wegener dans le cadre de sa théorie, s’explique par ces calculs d’isostasie. Selon les données disponibles, on peut trouver encore un écart entre la valeur mesurée et la valeur calculée, car il existe un phénomène supplémentaire Il s’agit de la subsidence, l’enfoncement supplémentaire lié à la fois au poids des sédiments accumulés et à l’épaississement de la L.O. au fur et a mesure de l’éloignement de la dorsale

18 Lors du dernier maximum glaciaire, il y a avait une épaisse couverture glaciaire sur la Scandinavie Et la disparition de cette masse entraine un soulèvement du continent, dit glacio-isostatique (ou rebond post-glaciaire)

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