La
structure interne de la Terre et la tectonique
La structure
interne
L’observation des
tremblements de terre et des ondes sismiques qu’ils produisent nous permet
d’étudier la structure interne de notre planète. En observant en
différents points du globe les vibrations créées par un tremblement de terre,
il est possible de reconstruire la trajectoire que les ondes sismiques ont
parcouru dans le globe. Comme cette trajectoire dépend de la nature des
matériaux rencontrés, elle nous permet de remonter à la structure interne de
notre planète.
Un autre moyen
d’étude est l’analyse des roches éjectées par les volcans, qui nous révèle
quant à elle la composition chimique des couches profondes.
Ce type d’étude a
révélé que notre planète est constituée de trois couches qui diffèrent
essentiellement par leur composition chimique.
La première
couche en s’enfonçant dans le globe est l’écorce. Son épaisseur est d’une
dizaine de kilomètres sous les océans et d’une quarantaine sous les continents.
Cette couche est composée de roches sédimentaires, de granite et de basalte,
ces constituants ayant été plus ou moins mélangés sous l’effet de l’activité
géologique intense de la Terre.
En dessous se
trouve le manteau, une couche solide d’environ 3000 kilomètres de profondeur,
formée de silicates riches en fer et en magnésium.
Enfin, au centre
se trouve au noyau essentiellement composé de fer et d’un peu de nickel. Ce
noyau est en fait composé de deux couches : le noyau externe, liquide, et le
noyau interne, solide. Au centre, la température est d’environ 5000 degrés
Celsius et la pression plusieurs millions de fois celle de la surface.
La tectonique des
plaques
L’une des
caractéristiques qui fait de la Terre une planète très spéciale est la présence
d’une tectonique des plaques.
La croûte et la
partie externe du manteau forment une couche de quelques dizaines de
kilomètres, appelée la lithosphère, qui se distingue par sa rigidité. En
dessous se trouve l’asthénosphère, une couche moins rigide sur laquelle la
lithosphère peut lentement se déplacer.
La lithosphère
n’est pas faite d’un seul bloc, mais divisée en plusieurs plaques qui peuvent
légèrement se déplacer les unes par rapport aux autres en glissant sur
l’asthénosphère.
Les monts Everest (à
droite) et Makalu (à gauche), vus depuis la station spatiale internationale, au
coeur de l’un des résultats les plus spectaculaires de la tectonique des
plaques, le massif de l’Himalaya. Crédit : NASA
Ces plaques se
déplacent sous l’effet de la convection dans le manteau. En effet, l’énergie
produite par la désintégration de noyaux radioactifs au centre de la Terre est
transportée vers l’extérieur par un phénomène de convection, les roches chaudes
remontant vers la surface, les roches refroidies plongeant vers les
profondeurs.
Ces mouvements de
matière dans l’asthénosphère provoquent le déplacement des plaques de la
lithosphère, un phénomène que l’on désigne sous le nom de tectonique des
plaques. Ainsi par exemple, la plaque qui porte l’Amérique de sud se sépare de
celle qui porte l’Afrique à une vitesse d’environ trois centimètres par an.
La tectonique des
plaques est responsable de la plupart des formations géologiques présentes sur
Terre. Ainsi, lors de la collision de deux plaques, une chaîne de montagnes
peut naître. C’est par exemple la collision des plaques portant l’Inde et la
Chine qui a donné naissance à l’Himalaya. Il arrive également qu’une plaque
plonge sous une autre – on parle de subduction – en menant au même résultat,
comme dans le cas des Andes.
Les conséquences
de l’activité géologique
L’une des
conséquences les plus importantes de la tectonique des plaques est le
renouvellement de la surface terrestre. Au milieu de l’océan atlantique se
trouve une énorme crête appelée le rift océanique. A cet endroit, deux plaques
se séparent et permettent à des roches fondues du manteau de remonter à la
surface.
Le phénomène
opposé se produit dans les zones de subduction où une plaque redescend vers les
profondeurs.
Ainsi par le jeu
de ces deux phénomènes, de la matière du manteau remonte en permanence à la
surface avant de replonger après des centaines de millions d’années. La
conséquence est un renouvellement permanent de la surface de la Terre, sans
équivalent dans le système solaire.
Ceci explique en
particulier que même si la Terre a été soumise à un intense bombardement
météoritique dans sa jeunesse, toute trace a été effacée il y a très long temps
et les cratères météoritiques sont maintenant rares à la surface de notre
planète.
Une conséquence
de l’activité de notre planète est l’injection de gaz carbonique dans
l’atmosphère.
En effet, le gaz
carbonique atmosphérique se dissout facilement dans les eaux de pluie et est
rapidement injecté dans le sol sous forme de carbonates ou bien dissout dans
les océans. S’il restait emprisonné dans les roches ou les océans, l’effet de
serre sur notre planète diminuerait et la température se mettrait à chuter,
comme ce fut le cas sur Mars.
L’injection dans
l’atmosphère du gaz emprisonné dans les laves volcaniques permet au niveau de
gaz carbonique d’être stable et assure une température modérée pour notre
atmosphère.
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