Première S, partie 1 : Structure,
composition et dynamique de la Terre
Ch 1 : L'intérieur du globe terrestre
(J. Mirabaud)
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Première S, partie 1 : Structure,
composition et dynamique de la Terre |
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I : Structure interne de la Terre A : Ce que révèlent les ondes sismiques p22 : Les ondes sismiques, quelque soit leur point d'émission, se propagent dans toute la Terre. Des ondes sismiques P (compression + dilatation) et S (cisaillement) sont émises à chaque séisme. L'étude de leur propagation, puis de leur lieu et temps d'émergence, renseigne sur les milieux traversés. Ces ondes sismiques se déplacent à des vitesses différentes selon la nature ductile ou cassante du terrain traversé. Ces ondess peuvent être réfléchies ou réfractées à la limite entre 2 zones de structure et composition différentes. B : Des enveloppes concentriques p24 à 28 : L'étude de la propagation des ondes indique des enveloppes concentriques d'épaisseur, masse et masse volumique différentes : croûte, manteau et noyau (schéma p32). Elles sont séparées par des discontinuités physique et/ou chimique. La lithosphère (croûte + périphérie du manteau sup) se distingue de l'asthénosphère (reste du manteau sup) par le comportement de la péridotite : cassante dans la lithosphère, ductile dans l'asthénosphère : l'isotherme 1300°C sépare les 2. La température (géotherme), la pression et la masse volumique augmentent avec la profondeur. |
TP1a : p25
: Modèle zone d'ombre sismique due au noyau de la Terre
+ ex4 p33 logiciels Terre2, earth3D, ondes sis Mettez les légendes : coupe
du globe terrestre (correction) site du CNRS: sismologie et géochimie |
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II : Composition chimique de la Terre A : Matériaux de la croûte et du manteau supérieur p36 à 43 : Ils sont accessibles par échantillonnage. De compositions chimiques différentes, ils sont regroupés en 3 types : les péridotites du manteau supérieur, formée principalement d'olivine, les granitoïdes de la croûte continentale, les basaltes et gabbros de la croûte océanique. Ces roches sont formées de minéraux cristallisés et/ou de verre. Un cristal a ses atomes organisés géométriquement. Une pâte vitreuse a ses atomes désorganisés. B : Matériaux du manteau profond et noyau p50 : Le globe s'est formé par accrétion de poussières stellaires (les météorites de type chondrite sont des vestiges d'autres planètes dont la composition correspond à la moyenne de la Terre) La Terre s'est différenciée en enveloppe externe silicatée, en manteau + noyau (vestiges de globe éclaté : achondrites issus du manteau, météorites ferreuses issus du noyau). p52 à 57 : Ils sont inaccessibles : on ne trouve jamais d'échantillon en surface. Leur composition est une hypothèse basée sur celle des 3 types de météorites. A partir des proportions de chaque élément des enveloppes externes, on calcule les proportions approchées de ces éléments. Les compositions chimiques des roches sont présentées en pourcentage de poids d'éléments chimiques : le manteau est majoritairement constitué d'olivine (ou de ses formes dérivées par augmentation de pression : spinelle puis pérovskite), le noyau majoritairement constitué de nickel et de fer. La composition chimique de la Terre est dominée par un nombre limité d'éléments dits "majeurs" car les plus représentés : Si, O, Mg, Fe, Ca, Na, K, Al. |
TP 1b : textures et compositions de quelques roches . (tableau) site Atlas minéralogique +ex5 p47 Vidéo : "les météorites" + ex4 p61, ex8 p62 |
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III : La machinerie thermique A : Dissipation par conduction p134 : L'énergie interne naît de la désintégration de certains isotopes radioactifs. Elle se dissipe principalement par flux de chaleur. La surface de la Terre (comme les autres planètes) conserve une température stable tant que la production de chaleur interne compense la déperdition. La conduction est la capacité des matériaux à laisser passer plus ou moins facilement cette chaleur vers l'extérieur, sans déplacementde matière. L'excitation atomique créée par la chaleur se propage de proche en proche. Les matériaux de la croûte ne sont pas bons conducteurs. B : Dissipation par convection p136 : Les cartes géothermiques montrent une distribution hétérogène avec zones à flux très élevés (=anomalies positives) et zones à flux faible (anomalies négatives). Ces anomalies indiquent des mouvements de convection du magma : la chaleur se déplace avec accompagnement de matière car les roches du manteau solide sont ductiles (comme un roulement à bille). Cette convection crée la tectonique des plaques : les dorsales océaniques par des courants montants chauds de matériel du manteau, les plaques en subduction par des courants descendants froids. C : Points chauds p138 : Le système de convection ne peut expliquer le volcanisme isolé de certaines îles océaniques. Ce magmatisme présente des caractéristiques différentes de celles des dorsales. Il marque la remontée ponctuelle de matériel du manteau profond, indépendamment des limites de plaques. Ces points chauds fixes peuvent servir de référentiels chronologiques pour le déplacement des plaques. Ces panaches mantelliques (= du manteau) sont à l'origine d'éruptions massives de basalte : plateaux océaniques épais, trapps (= coulées de lave au travers d'une croûte continentale), alignements insulaires. |
Ex 8 p146 TP 1c : Modèle fonctionnement thermique + Montage de l'exercice 6 p146 3 transparents "archipel
de la Société" site du CNRS: moteur thermique |
