Liste des mots à définir

  1. *Accrétion océanique : création de croûte océanique au niveau des dorsales. La création est rapide dans l’océan Pacifique (jusqu’à 16 cm/an) qui est bordée de zones de subduction et lente dans l’Atlantique (2 cm/an en moyenne ) qui est bordé de marges passives. L’accrétion crée une lithosphère océanique constituée de haut en bas par une croûte océanique ( basaltes surmontant des gabbros) séparée par le MOHO de la base de la lithosphère mantellique constituée de péridotites. L’isotherme 1350°C, définissant approximativement la frontière entre lithosphère et asthénosphère océaniques, se situe à 8 km au voisinage de la zone d’accrétion et à 80 km sous les plaines abyssales.
  2. *Accrétion planétaire : création de planète par collision et agglomération de corps. C’est par une telle accrétion que se sont formées les différentes planètes dont la Terre, il y a 4.55 milliards d’années.
  3. *Achondrite :météorite différenciée constituée de matériaux équivalents à ceux du manteau et de la croûte de la Terre. Les achondrites témoignent d’une différenciation qui a conduit à ces roches et à des roches riches en fer que l’on retrouve dans les météorites de fer comparables à la composition du noyau de notre Terre. Les achondrites s’opposent aux chondrites primitives et non différenciées dont la composition correspond à une moyenne de la Terre globale et où silicates et minéraux contenant du fer ne sont pas séparés.
  4. *Amorphe : Matière où les atomes ne présentent aucun ordre ni répétition précise, quelque soit l’échelle. S’oppose donc à cristallin. C’est la caractéristique majeure du verre.
  5. *Anomalie magnétique : valeur du champ magnétique mesurée au dessus des basaltes océaniques supérieure ou inférieure à celle du seul champ magnétique terrestre. Au champ magnétique actuel s’ajoute ou se retranche l’intensité du champ magnétique fossilisé par les basaltes au moment de leur refroidissement, lors du franchissement du point de Curie. Au cours des temps géologiques, « l’aimant terrestre » s’est inversé de très nombreuses fois, inversant pôle Nord et pôle Sud. Les périodes où le champ magnétique terrestre avait la même orientation qu’aujourd’hui sont à l’origine d’anomalies positives du champ (représentées en zébrures noires sur les cartes) et à l’inverse, les périodes de champ inversé à l’origine d’anomalies négatives (représentées en blanc).
  6. Ces anomalies constituent des bandes parallèles et symétriques qui  représentent un des arguments les plus percutants en faveur de l’accrétion et de la création de lithosphère océanique par double « tapis roulant ».
  7. *Arc volcanique : chapelet d’îles volcaniques en arc de cercle caractéristique des zones de subduction. La déshydratation de la plaque plongeante subductée provoque la genèse de magma au sein de l’asthénosphère encaissante et la remontée de magma à l’origine de ces îles.
  8. *Astéroïdes : corps rocheux de taille très variée (du grain de poussière à des blocs  jusqu'à 1000 km) gravitant autour d'une étoile. Des collisions entre astéroïdes ou le passage d’une planète massive comme Jupiter peuvent les faire dévier de leur orbite, entrer en collision avec des planètes –on parle alors de météorites- et former des cratères. Les astéroïdes se trouvent dans une ceinture entre Mars et Jupiter ainsi que dans la ceinture de Kuiper au delà de Neptune. Cérès est le plus gros des astéroïdes avec 950 km de diamètre et a été renommé planète naine comme désormais Pluton. La chute de météorites majeures a vraisemblablement été à l’origine de grandes crises biologiques sur Terre. Le météorite de Chicxulub au Mexique daté de 65 MA est sans doute un facteur déterminant dans la crise K-T (Crétacé-Tertiaire).
  9. *Asthénosphère : couche du manteau supérieur surmontée par la lithosphère. Elle est constituée par la partie basse du manteau supérieur (la partie haute du manteau supérieur fait partie de la lithosphère). La pression et la température -qui dépasse l’isotherme 1350°C- font que les roches, pourtant solides, acceptent les déformations de façon souple. Il ne s’y produit donc pas de cassure ni de séismes. Les ondes sismiques sont dans un premier temps légèrement ralenties (cf LVZ). Elle est composée de roches nommées péridotites. Il s’y produit des mouvements de convection responsables entre autres des mouvements des plaques lithosphériques situées au dessus d’elle.
  10. *Basalte : Principale roche magmatique volcanique, de couleur sombre, emblématique du domaine océanique. C’est la plus répandue sur Terre car elle constitue le toit (si on excepte les sédiments) de toutes les plaques océaniques. Les 60 000 km de dorsales génèrent environ 2.5 km3 de basalte par an.  Cette roche est issue, comme toute roche volcanique, d’un refroidissement rapide créant une fraction vitreuse englobant des cristaux de grande taille (phénocristaux) ou de petite taille en baguettes (microlithes). Le basalte est essentiellement composé de feldspaths plagioclases calciques, de pyroxènes et d’olivine. Ce sont des roches sombres pauvres en silice (environ 50% de SiO2) et donc basiques, mais riches en fer, magnésium et calcium.
  11. *Champ magnétique terrestre : Champ généré par le noyau ferreux de la Terre, repérable par une boussole dont l’aiguille s’oriente Sud-Nord, pointant vers le pôle Nord magnétique. Son intensité est variable selon la position sur le globe (45 000 nanotesla au Sud de la France, 47 000 nanotesla au Nord de la France). La déclinaison est l’angle existant entre les horizontales qui pointent vers le pôle Nord magnétique et le pôle Nord géographique. Au pôle Nord magnétique, l’aiguille pointe vers le bas (ligne du chmap magnétique verticale). L’inclinaison est l’angle entre les lignes du champ magnétique et l’horizontale du lieu. Le pôle Nord magnétique se déplace constamment (en ce moment vers le nord est et la Sibérie d’environ 55km par an). Il se trouve actuellement dans les territoires du Grand Nord canadien (en 2007 83°57′00″N121°01′12″O cliquer et choisir Logiciels externes GOOGLE EARTH ) soit à 673 km du pôle Nord géographique. On appelle « paléopôle » le pôle Nord magnétique régnant à l’époque étudiée. Le champ magnétique existant  lors de l’émission de la lave est fossilisé. Les migrations du paléopôle représente un argument fort attestant de la tectonique des plaques.
  12. *Convection : Du fait de la chaleur interne du globe (radioactivité ajoutée à la chaleur résiduelle datant de la formation par accrétion planétaire) et des différences de densité, des mouvements de roches se font. Ces mouvements peuvent se faire au sein des roches liquéfiées du noyau externe mais aussi du manteau solide : les roches ductiles permettent des déformations des réseaux cristallins sans rupture et, sur des millions d’années, des mouvements de convection tels ceux observés dans les fluides. Ces mouvements de convection sont à l’origine de la mobilité de la lithosphère et de l’accrétion océanique.
  13. *Cristal : solide caractérisé par un agencement régulier de ses atomes et la répétition d’un motif. Selon le motif répété, on distingue sept systèmes cristallins : le système cubique, quadratique, orthorhombique, monoclinique, triclinique, rhomboédrique et hexagonal.
  14. *Cristallisation fractionnée : c’est le franchissement du liquidus vers la phase mixte solide + liquide (le plus souvent par baisse de la température mais aussi parfois par augmentation de la pression ) et l’apparition progressive de cristaux au sein d’un magma initialement totalement fondu. Les premiers minéraux qui apparaissent tombent au fond de la chambre magmatique et par leur apparition modifient la composition chimique du magma qui a tendance à devenir de plus en plus riche en silice. Les séries de Bowen définissent les associations minéralogiques que l’on peut observer. Quatre grands types de roches magmatiques sont décrites : ultrabasiques (péridotites), basiques (basaltes/gabbros), intermédiaires (andésites/diorites) et acides (rhyolites/granites). Quartz, muscovite, orthose que l’on peut trouver dans un granite sont impossibles à trouver au sein d’une péridotite. A l’inverse, aucune olivine ne peut s’imaginer au sein d’un granite. Cristallisation fractionnée et migration du magma peuvent néanmoins faire évoluer considérablement la chimie du magma et donc les minéraux produits (toujours dans le sens d’une plus grande acidité néanmoins).
  15. *Croûte : partie la plus superficielle du globe terrestre. Elle est limitée à sa base par le MOHO. Si l’on occulte les sédiments et roches sédimentaires qui les surmontent, l’épaisseur de la croûte varie de 7 km en moyenne dans le domaine océanique à une moyenne de l’ordre de 30 km  dans le domaine continental avec 50-60-70 km au maximum sous les plus hautes chaînes de montagne.
  16. *Croûte océanique : mince et de densité moyenne 2.9, elle a une structure relativement simple et homogène avec des basaltes surmontant des gabbros. Elle est donc composée de roches magmatiques. Elle est toujours « jeune » et âgée de moins de 180 millions d’années, la lithosphère océanique qui la porte s’épaississant avec le temps et étant condamnée à subducter.
  17. *Croûte continentale : épaisse et de densité moyenne 2.7, elle est de structure plus complexe car elle a été soumise à de multiples mouvements tectoniques et est beaucoup plus hétérogène. On y retrouve des roches magmatiques comme granites et andésites mais aussi des roches métamorphiques comme gneiss  et éclogites.
  18. *Densité : c’est une valeur sans unité, rapport de la masse d’un corps divisé par la masse du même volume d’eau. Elle est parfaitement égale à la masse volumique qui elle s’exprime en g/cm3 ou t/m3. La densité moyenne de la Terre est de 5.52. Pour plus de détails sur la densité des roches au sein du globe, voir ci-dessous diagramme P-T.
  19. *Diagramme P-T : graphe qui représente l’état d’un corps et ses changements d’état en fonction de la pression et de la température. Dans les premiers 250km du globe terrestre, la pression augmente avec la profondeur d’environ 25 000 bars tous les 80 km (on rappelle que dans l’eau c’est d’un bar tous les 10 m soit d’environ 3 fois moins, l’eau étant à peu près 3 fois moins dense). La densité  atteint 1 350 000 bars au niveau du Gutenberg et 3 600 000 bars au centre de la Terre. Pour la température, voir gradient géothermique. Sur les diagrammes P-T de la péridotite se trouvent deux droites, celle du solidus qui sépare une péridotite totalement solide d’une péridotite partiellement fondue et celle du liquidus qui sépare une péridotite partiellement liquide d’une péridotite totalement fondue.
  20. *Dorsales : chaînes de montagne médio-océaniques caractérisées par des altitudes plus élevées de 1000-1500-2000m par rapport à celles de plaines abyssales. Les dorsales courent le long de 60 000 km au sein des trois grands océans mondiaux. Elles sont découpées par des failles transformantes. En leur cœur se situe la zone d’accrétion océanique ou la croûte océanique naît par « double-tapis roulant ». Les dorsales rapides longues d’environ 15 000 km (cf Pacifique) génèrent jusqu’à 16 cm/an de croûte alors que les dorsales lentes (cf Atlantique) génèrent en moyenne 2.2 cm/an. Certaines dorsales possèdent un rift(Atlantique), d’autres pas(Pacifique).
  21. *Ductile : caractéristique d’une roche qui se déforme sans rupture ni cassure. Les péridotites de l’asthénosphère sont ductiles contrairement à celles cassantes de la lithosphère.
  22. *Échelle des temps géologiques : Échelle de datation des évènements géologiques et des fossiles. Elle est subdivisée en éons, ères et en étages.
  23. *Épicentre : C’est le point en surface situé à la verticale de l’hypocentre. C’est la zone la plus touchée par les ondes et où l’intensité du séisme est la plus grande.
  24. *Ère : Grande subdivision de l’échelle des temps géologiques. On retiendra les temps « Précambriens » de 4.55 GA jusqu’à 540 MA (divisé en 3 éons : Hadéen, Archéen Protérozoïque et 7 Ères) puis 1 éon caractérisé par l’explosion de la Vie et composé des 3 Ères majeures :  l’Ère Primaire ou Paléozoïque de 540 MA à 250 MA (subdivisée en Cambrien + Ordovicien + Silurien + Dévonien + Carbonifère + Permien) puis l’Ère secondaire ou Mésozoïque de 250 MA à 65 MA (subdivisée en Trias + Jurassique + Crétacé) puis l’Ère tertiaire ou Cénozoïque de 65MA à 4MA(subdivisée en Paléocène + Eocène +Oligocène + Miocène + Pliocène) et enfin parfois l’ère quaternaire de 2.5 MA à nos jours (subdivisée en Pléistocène et depuis 12 000 ans l’Holocène)  qui correspond à l’avènement de la lignée humaine. Cette ère quaternaire est souvent englobée dans l’ère Cénozoïque.
  25. *Faille : Fracture tectonique de la croûte le long de laquelle se font des déplacements de deux compartiments, à l’origine de séismes. On distingue les failles normales (extension), les failles inverses (compression) et les failles décrochantes (coulissement).
  26. La faille est sénestre (déplacement vers la gauche) ou dextre (vers la droite) selon le déplacement du compartiment situé en face.
  27. *Failles transformantes : Failles qui découpent les dorsales et concentrent les séismes entre deux tronçons de dorsale du fait du mouvement contraire des 2 plaques lithosphériques nouvellement formées. Ces failles, légèrement courbes, ont toutes même pôle eulérien (un pôle eulérien étant un centre de rotation permettant de décrire des mouvements - ici de plaques - à la surface d'une sphère - ici la Terre -). Les failles transformantes représentent un argument de poids dans le modèle d’accrétion océanique et de déplacement de plaques lithosphériques rigides.
  28. *Fosse océanique : Fosse allongée et étroite présente dans les zones de subduction ou d’accrétion. Dans le cas de subduction, les plus grandes profondeurs océaniques y sont observées avec un « maximum » de  -11 034 m pour la fosse des Mariannes dans le Pacifique Ouest, à proximité de l’île de Guam. Des fosses océaniques, beaucoup moins profondes, sont aussi observées dans les zones d’accrétion au cœur des rides médioocéaniques des dorsales.
  29. *Fumeur noir : Phénomène bio géochimique très spectaculaire et important. C’est l’émission au sommet de cheminées et au cœur des dorsales, à des profondeurs de 2500 à 3500 m, de liquides noirs chauffés très acides (pH 3.5), à 400-450°C et chargés lors de leur circulation dans la jeune croûte océanique de multiples éléments dont du soufre, des métaux comme le fer, manganèse, zinc, cuivre …Les émissions des fumeurs noirs sont générées par la circulation d’eau marine qui s’infiltre à distance, circule en se chargeant de multiples matières, se réchauffe au voisinage de la chambre magmatique et ressort au centre de la ride. Autour des fumeurs noirs actifs se développent des écosystèmes « extraordinaires » car non basés sur la lumière et la photosynthèse mais sur la chimiosynthèse. Des bactéries thermophiles tirent leur énergie de l’oxydation de H2S et sont à la base de réseaux trophiques spectaculaires avec des animaux souvent géants tels des vers Vestimentifères (Riftia pachyptila) (qui établissent une symbiose avec les bactéries), des vers Annélides( Alvinella), des Gastéropodes, des Bivalves (Bathymodiolus) , des Crustacés (Galathea), des Poissons (Zoarcidés). La biomasse est, dans ces oasis de vie, plus de mille fois supérieure à celle des plaines abyssales environnantes.
  30. *Fusion partielle : C’est le franchissement du solidus vers la phase mixte solide+liquide. Ce phénomène affecte les péridotites asthénosphériques au niveau des zones d’accrétion. La brusque remontée de l’isotherme 1350°C combinée à une baisse de la pression provoque la fusion d’une partie de la péridotite, environ 15% d’après la composition chimique du magma engendré. Ce magma de composition chimique basaltique engendrera les basaltes en surface et les gabbros en profondeur, les deux roches de la croûte océanique nouvellement formée. La péridotite non fondue générera la péridotite résiduelle, socle de la plaque nouvellement formée. La fusion partielle se produit aussi au niveau des zones de subduction et affecte les péridotites asthénosphériques de la plaque encaissante, qui, hydratées par la plaque subductée, fondent partiellement et engendre des magmas de composition andésitique.
  31. *Gabbro : Principale roche magmatique plutonique, emblématique du domaine océanique. C’est la plus répandue sur Terre car elle constitue le plancher de toutes les plaques océaniques. Les 60 000 km de dorsales génèrent environ 20 km3 de gabbro par an.  Elle est issue, comme toute roche plutonique, d’un refroidissement lent du magma formé dans les zones d’accrétion. Le gabbro a la même composition que le basalte qui le surmonte et  est essentiellement composé de feldspaths plagioclases calciques, de pyroxènes et d’olivine. Ce sont des roches sombres pauvres en silice (environ 50% de SiO2) et donc basiques, mais riches en fer, magnésium et calcium.
  32.  *GPS : Global Positioning System. Ensemble de 30 satellites situés à 20 000 km de la Terre permettant - grâce à au moins 3 ou 4 satellites - de localiser précisément un objet quelconque à n’importe quel endroit de la surface de la Terre : latitude, longitude et altitude. La précision désormais atteinte par ce positionnement de l’ordre du millimètre permet, par le biais de multiples balises ou bornes GPS (plus de 2000) -, d’étudier le mouvement des plaques lithosphériques, le jeu des failles lors des séismes…Voir GPS Time series de la NASA. La confrontation des résultats obtenus ou « vitesses instantanées » avec les résultats obtenus par géologie classique révèle une excellente corrélation des mouvements et des vitesses calculées (modèle DORIS sur 7 ans vs modèle NUVEL1 sur 2 millions d’années).
  33. *Gradient géothermique : Augmentation de la température avec la profondeur. Bien connu des mineurs… La température augmente d’environ 3.3°C tous les 100m. Selon les zones géographiques, le gradient géothermique peut être beaucoup plus intense comme dans les zones d’intense volcanisme. En Islande, le gradient géothermique peut atteindre 15 à 30°C tous les 100 m ce qui rend la géothermie basse profondeur très rentable. La température continue à croître avec la profondeur pour atteindre 1600°C à 670km de profondeur (limite manteau supérieur-inférieur) et 3800°C au niveau du Gutenberg et 6000°C au centre de la Terre.
  34. *Graine : Zone centrale du noyau terrestre, située à 5150 km de profondeur. La pression est telle que, malgré la température supérieure à 4700°C, le matériau à prédominance ferreuse se solidifie. La discontinuité de Lehman marque le début de la graine avec petit saut de la densité (12.1 à 12.8).
  35. *Granite : Principale roche magmatique plutonique, emblématique du domaine continental. Elle est issue, comme toute roche plutonique, d’un refroidissement lent créant une structure totalement cristallisée ou « grenue », elle se présente sous forme d’un ensemble de grains correspondant aux divers minéraux cristallisés. Le granite est essentiellement composé de quartz, feldspaths (orthose et plagioclases), micas (biotite) et quelques amphiboles. Ce sont des roches aux teintes variées mais toujours acides et riches en silice (environ 70% de SiO2), aluminium, potassium et pauvre en magnésium. L’érosion des terrains situés au dessus du pluton permet de l’observer à l’affleurement comme en Bretagne. Les rhyolites sont les roches volcaniques de composition similaire aux granites.
  36. *Granitoïdes : Ensemble de roches de la famille du granite. El Capitan et Half Dome dans le parc de Yosemite en Californie sont deux massifs parmi les plus grands et les plus célèbres.
  37. *Gutenberg : Principale discontinuité du globe terrestre qui sépare le manteau inférieur du noyau externe liquide ferreux. Elle est située à environ 2900 km de profondeur (2881km selon le modèle PREM). A sa traversée, les ondes P se réfractent en se rapprochant de la verticale (passage de 13,7 à 8.1 km/sec). Le Gutenberg et le noyau externe liquide sont à l’origine de la zone d’ombre sismique.
  38. *Hypocentre : C’est le point central d’un séisme, l’origine de la rupture, d’où partent les ondes sismiques. Il est situé à une plus ou moins grande profondeur (0-70 km pour les séismes superficiels, 70-300 km pour les intermédiaires, 300-800 km pour les séismes profonds). L’épicentre est le point en surface situé à la verticale de l’hypocentre.
  39. *Intensité : Sur l’échelle de Mercalli graduée de I à XII, l’intensité décrit ce qui a été ressenti et vécu en surface lors du séisme. Pour une intensité de  I, le séisme n’est ressenti que par des instruments très sensibles et quelques personnes. En VI, le séisme est perçu par tout le monde, plusieurs personnes sont effrayées et courent à l’extérieur, quelques meubles sont déplacés ; quelques morceaux de plâtre tombent et quelques dommages aux cheminées. Dommages légers. En XII, la destruction est quasi totale. Des ondulations visibles à la surface du sol. Des objets sont projetés en l’air. L‘intensité s’intéresse à l’humain et à son ressenti, aux dégâts et  ne doit être confondue avec la magnitude.
  40. *Islande : extraordinaire île volcanique de l’Atlantique Nord qui combine activité d’un point chaud extrêmement actif d’où l’immersion et position sur le rift médio-océanique. De nouvelles îles naissent périodiquement. L'Eyjafjöll qui est rentré en éruption en 2010 a profondément perturbé le trafic aérien mondial. Le Vatnajökull est le plus grand glacier d’Europe. Geysir permet d’observer les fameux geysers, émission périodique d’eau à forte température et forte pression du fait de la circulation et du chauffage de l’eau souterraine au voisinage d’une poche magmatique. L’ébullition et la formation de gaz provoque la sortie spectaculaire de l’eau. L’Islande permet aussi d’observer de splendides orgues basaltiques, colonnes de roches volcaniques formées par refroidissement et contraction du magma. Le rift balafre toute l’île et notamment au lieu mythique de Thigvellir.
  41. *Isostasie : équilibre statique entre compartiments supérieur et inférieur de densité différente. Le rééquilibrage isostatique se fait par une élévation des reliefs et donc des altitudes par simple application du principe d’Archimède suite à un changement modifiant le poids / la densité d’un des compartiments (exemple : rehaussement du bouclier scandinave consécutif à la fonte de la calotte glaciaire, rehaussement  et affleurement des granites par suite de l’érosion d’une chaîne de montagne). Le contraire de l’isostasie est  la subsidence qui est un enfoncement. Cette mobilité verticale des plaques lithosphériques est complémentaire de leur mobilité horizontale. Elle concerne les zones continentales émergées.
  42. *Lehman : discontinuité au sein du noyau qui sépare le noyau externe liquide de la graine solide. Lors de la pénétration dans la graine, les ondes P accélèrent un peu passant de 10.4 à 11km/sec et des ondes S réapparaissent.
  43. *Lithosphère : couche supérieure, cassante, du globe terrestre, divisée en plaques qui sont en mouvement relatif les unes par rapport aux autres. L’épaisseur moyenne de la lithosphère est de l’ordre de 70 à 100-150 km avec un minimum au droit des zones d’accrétion et un maximum sous les plus hautes montagnes. La lithosphère est constituée d’une partie supérieure, la croûte qui surmonte une partie inférieure constituée de la partie supérieure du manteau supérieur (péridotites).
  44. *Lune: seul satellite naturel de la Terre, la Lune se serait formée, selon l’hypothèse la plus plausible, par éjection de matière de la Terre percutée par un énorme corps nommé Théia de la taille de Mars. Cet « impact colossal » pourrait avoir eu lieu quand la jeune Terre avait 42 millions d’années.
  45. *LVZ: Low Velocity Zone ou zone de faible vitesse. Zone du manteau où les ondes sismiques P et S connaissent une légère baisse de leur vitesse. Ceci témoigne d’un changement dans le comportement des roches et la LVZ est considérée comme la limite entre lithosphère supérieure rigide et asthénosphère inférieure ductile.
  46. *Magnitude: décrit par une valeur unique sur l’échelle de Richter  la puissance d’un séisme et son énergie. La magnitude est sur une échelle logarithmique et peut aller de –2 (séisme provoqué par la chute d’une brique d’un mètre de hauteur) à +9.5 (plus puissant séisme enregistré en 1960 au Chili). C’est une échelle ouverte mais on pense que 10 ne sera jamais dépassé. L’énergie correspondant au séisme se calcule par la formule           E = 101.5M+4.8 On voit ainsi qu’à chaque unité de l’échelle de Richter correspond une énergie E = 101.5 = 30 fois plus forte. Les séismes de 2004 à Sumatra et de 2011 au Japon ont atteint la magnitude 9 qui correspond à l’énergie colossale de 2.1018 J. Le séisme catastrophique d’Haïti qui a fait plus de 200 000 victimes en 2010 n’avait une magnitude « que de 7 ».
  47. *Manteau: enveloppe principale du globe terrestre qui représente 84% du volume terrestre (et 67% de sa masse). Le manteau est bordé par le MOHO et par le GUTENBERG. La roche unique du manteau est appelée péridotite. Le manteau est animé de mouvements de convection à l’origine de la mobilité des plaques lithosphériques.
  48. *Minéraux: élément constitutif des roches. Ils sont composés de quelques atomes agencés dans l’espace selon un des 7 motifs cristallins. La majeure partie d’entre eux sont des silicates car ils sont construits autour d’atomes de silicium et d’oxygène comme le quartz SiO2, l’orthose Si3AlO8K ou le péridot (Mg, Fe)2 SiO4. On notera également les minéraux non silicatés des familles des carbonates (calcite CaCO3), sulfates (gypse CaSO4, 2H2O), phosphates (apatite), sulfures (pyrite FeS2), oxydes et hydroxydes (hématite Fe2O3 , magnétite Fe3O4), halogénures (sel ou « halite » NaCl) et les éléments natifs (or et argent)
  49. *Moho: surface de discontinuité majeure qui sépare la croûte du manteau. Son nom est un diminutif de Mohorovicic, sismologue croate qui le premier a mis en évidence  cette surface de réflexion et de réfraction des ondes sismiques. La profondeur du Moho varie de 7 km dans le domaine océanique à une moyenne de l’ordre de 30-35 km  dans le domaine continental avec 50-60 km au maximum sous les chaînes de montagne. Lors de la traversée du Moho, les ondes P et S se réfractent et se rapprochent de l’horizontale car elles subissent une forte accélération (passage de 6.8 à 8.1 km/sec pour les ondes P)
  50. *Ondes sismiques: ondes émises au niveau de l’hypocentre du séisme et se déplaçant à grandes vitesses, engendrant destructions et vibrations des sismomètres. Comme les ondes lumineuses, elles sont susceptibles de changer de direction quand elles pénètrent dans un milieu où la vitesse de propagation est différente. On distingue selon leurs caractéristiques les ondes P, S et L.
  51. *Ondes sismiques P: ondes de volume dites premières ou primaires. Ce sont les plus rapides et elles arrivent en premier. La vitesse de propagation dépend de la roche de la croûte. 6.25 km/sec dans les granites, 6.75 km.sec dans les basaltes, 7.25 km/sec dans les gabbros et 7.75 km/sec dans les péridotites. Ce sont des ondes de compression-décompression, longitudinales par rapport au sens de propagation.
  52. *Ondes sismiques S : ondes de volume dites secondes ou secondaires. Elles arrivent en second et sont beaucoup plus amples, provoquant des dégâts beaucoup plus importants. Leur vitesse moyenne est de l’ordre de 3.45 km/sec. Ce sont des ondes de cisaillement, transversales par rapport au sens de propagation. Elles ne se propagent pas dans les liquides. Le retard des ondes sismiques S par rapport aux P permet de connaître la distance à l’épicentre. Trois stations sont nécessaires pour déterminer précisément la position de l’épicentre. En première approximation et pour un séisme peu lointain, on pourra avoir une idée de la distance à l’épicentre par la formule d km = 8,1 x délaiS-P en sec
  53. *Ondes sismiquesde surface  : ondes de Love et de Raleigh. Ondes encore plus lentes et plus amples que les S et les P qui les précèdent. Elles ne pénètrent pas à l’intérieur du globe et on les qualifie d’ondes de « surface ». Elles sont plus complexes et associent des mouvements horizontaux et verticaux et donc de  torsion. Elles peuvent être comparées à des rides à la surface d’un lac.
  54. *Ophiolites / séquence ophiolitique: ensemble de roches qui se succèdent toujours dans le même ordre : roches sédimentaires/basaltes/gabbros/péridotites. Les ophiolites représentent des copeaux de lithosphère océanique projetés sur les continents lors des mouvements de compression qui accompagnent les orogenèses. Deux célèbres ophiolites sont celles du Chenaillet dans les Alpes et celle d’Oman dans le golfe persique.
  55. *Orogenèse : formation d’une chaîne de montagne généralement par collision de deux plaques continentales. Les orogenèses himalayenne et alpine sont caractéristiques de l’ère Cénozoïque et encore en cours.
  56. *Péridotites : C’est la roche principale constitutive du manteau. Elle doit son nom à l’abondance du minéral « olivine » ou « péridot ». Les péridotites sont particulièrement riches en magnésium et O/Si/Mg représentent plus de 85% des atomes. Outre l’olivine, on trouve dans les péridotites des pyroxènes. Ce sont des roches sombres très pauvres en silice (environ 40% à 45% de SiO2) et donc « ultrabasiques ». Diverses variantes existent notamment sous l’effet des fortes pressions et températures subies en profondeur. Les péridotites changent de comportement physique selon qu’elles appartiennent à la lithosphère ou à l’asthénosphère. Leur densité est de l’ordre de 3.25 à 3.3 dans les couches supérieures du manteau et atteint 5.6 au voisinage du Gutenberg.
  57. *Plaines abyssales : Ce sont les plaines océaniques situées de 4000 à 5000 m de profondeur qui constituent le plancher océanique. Les roches magmatiques de la croûte océaniques y sont surmontées de sédiments et de roches océaniques. L’épaisseur des sédiments est d’autant plus faible que l’on est proche de l’axe médio-océanique ce qui est un argument fort en faveur de l’accrétion océanique par double tapis roulant.
  58. *Plan de Wadati-Benioff : Plan oblique formé par la plaque lithosphère plongeant sous une autre plaque. Le plan est matérialisé par des séismes de plus en plus profonds (jusqu’à 800km) localisés au sein de la plaque plongeante sur 100 km d’épaisseur et des anomalies thermiques avec une lithosphère subductée plus froide que l’asthénosphère qui la reçoit.
  59. *Point de Curie : Température de l’ordre de 580 °C : lors de son franchissement à la baisse, les roches volcaniques acquièrent leur aimantation, conformément au champ magnétique régnant lors de l’éruption.
  60. *Point chaud : Zone du globe marquée par un volcanisme intra-plaque intense. L’irrégularité et l’immobilité de ce volcanisme génère des chapelets d’îles volcaniques alignées tels ceux de Hawaii avec des îles de plus en plus anciennes avec l’éloignement du volcan actif. Ceci est un argument de poids pour accréditer le mouvement des plaques lithosphériques et permet de calculer la vitesse et de connaître la direction des mouvements. La Réunion et l’Islande sont d’autres points chauds célèbres.
  61. *Rift : vallée centrale située au centre de la dorsale marquée par un effondrement bordé de séries de failles normales symétriques, caractérisée par des émissions volcaniques récentes, des séismes superficiels fréquents. La dorsale lente Atlantique possède un rift mais pas la dorsale rapide Pacifique. C’est l’endroit précis de l’accrétion. Le rift est parfois émergé et bien visible comme dans l’Est de l’Afrique et en Islande à Thingvellir.
  62. *Roche : Matériau naturel généralement solide et constitué d’un ou de plusieurs minéraux différents. On parle aussi dans ce cas de pierre. La roche peut aussi être liquide (pétrole, magma). On distingue les roches selon leur composition chimique (roche calcaire, roche carbonée…) ou selon leur origine et leur formation (roches magmatiques, sédimentaires, métamorphiques).
  63. *Roches magmatiques ou ignées: Roches formées par refroidissement de roches en fusion ou magma. Le refroidissement peut être rapide en surface et générer des roches volcaniques ou effusives (basalte, andésite) ou lent en profondeur et générer des roches plutoniques ou intrusives (gabbro, granite)
  64. *Roches métamorphiques : Roches formées par la transformation (métamorphose = changement de forme) de roches à l’état solide sous l’effet de fortes pressions et/ou fortes températures. Les gneiss résultes de granites métamorphisés, les marbres de calcaires métamorphisés, les ardoises et schistes d’argiles métamorphisées. On trouve souvent dans les roches métamorphiques une structure sous forme de feuillets ou schistosité. Le métamorphisme s’accompagne de la transformation des minéraux sans changement global de composition chimique. De nouveaux minéraux apparaissent dont certains permettent de caractériser les conditions de pression et de température subies par la roche.
  65. *Roches sédimentaires : Roches formées par un ensemble de transformations ou  « diagenèse » de sédiments, très généralement en surface, c’est pourquoi on le nomme aussi « roches exogènes ») et à basses pression et température. Les sédiments subissent déshydratation, compaction, cimentation, transformations minéralogiques. On distingue, selon l’origine principale et la constitution des roches, des roches sédimentaires biochimiques (avec fossiles), détritiques (débris d’autres roches), chimiques (reminéralisation comme par ex. les stalactites).
  66. *Séisme ou tremblement de terre : c’est le brusque mouvement de deux compartiments rigides de la lithosphère l’un par rapport à l’autre le long d’une faille. Le mouvement se fait quand les contraintes dépassent l’élasticité des roches. L’énergie mise en jeu est considérable et mesurée par la magnitude. L’énergie se dissipe sous forme calorique (environ 2/3 de l’énergie sous forme de chaleur liée au frottement) et sous formes d’ondes mécaniques, sismiques qui partent en 3D dans toutes les directions mais seules les ondes P et S pénétreront profondément dans le globe.
  67. *Silicates : c’est l’ensemble des minéraux possédant le silicium dans leur structure. Selon l’agencement, on distingue les nésosilicates          avec des tétraèdres isolés (ex : péridots, andalousite), les sorosilicates avec des tétraèdres groupés par deux, les cyclosilicates avec des tétraèdres en cercles, les inosilicates avec des tétraèdres en chaînes (ex : pyroxènes, amphiboles), les phyllosilicates avec des tétraèdres en feuillets(ex : micas, argiles, serpentines ), les tectosilicates avec des tétraèdres tous liés à d’autres tétraèdres (ex : quartz, feldspaths orthose, feldspaths plagioclases).
  68. *Séismographe ou sismographe : c’est l’appareil qui enregistre les mouvements du sol. Dans chaque station sismique, trois sismomètres enregistrent les composantes Nord-Sud, Est-Ouest et verticales des tremblements du sol.
  69. *Serpentinite : c’est une péridotite altérée ou métamorphisée. Son nom vient de ce qu’elle évoque tant à la vue qu’au toucher des écailles de serpent.
  70. *Silicium : c’est l’élément chimique le plus caractéristique des roches de la croûte et du manteau terrestre. Les nombreux minéraux qui l’incorporent sont des silicates.
  71. *Sismique-réflexion : Technique permettant par la création de mini-séismes artificiels, la réception et l’analyse de leurs échos de connaître la structure du sous-sol et notamment ses principales surfaces de réflexion, l’épaisseur de la croûte…etc
  72. *Subsidence : Enfoncement relativement « rapide » de roches ou de sédiments qui peut parfois, dans le cas d’une subsidence en bassin ou marge, aboutir à de fortes accumulations sédimentaires sous une épaisseur d’eau à peu près constante et faible. Cette subsidence et la géologie des bassins sédimentaires ont été particulièrement étudiées car ils sont propices à la genèse de roches carbonées énergétiques (charbon, pétrole) La cause de la subsidence peut-être un surpoids sur la croûte (accumulation de sédiments, glacier, montagne, volcan, autre plaque) mais aussi le jeu de failles normales (lors d’un rifting), un séisme…. La subsidence, comme les phénomènes inverses de rehaussement, résultent de déséquilibres isostatiques qui sont peu à peu corrigés par ces mouvements verticaux.
  73. *Talus continental : zone sous-marine de forte pente de l’ordre de 5° (et parfois davantage) qui sépare le plateau continental des plaines abyssales océaniques. Le talus représente la véritable limite entre la croûte océanique et la croûte continentale. Le talus continental est par endroit entaillé de grands canyons sous-marins formés lors des grandes régressions marines.
  74. *Terre : troisième planète du système solaire, la Terre a été formée comme l’ensemble du système il y a 4.55 milliards d’années. La Terre est sphérique avec un rayon de 6378 km à l’équateur mais est légèrement aplatie aux Pôles avec 6357 km. La Terre pèse environ 6.1027 g (on pourra retenir facilement 6 milliards de milliards de milliards de grammes) et a une masse volumique moyenne de 5.52 t/m3, la plus élevée du système solaire. La Terre est située à environ 150 000 000 de km du soleil et effectue une révolution complète en 365.25 jours à une vitesse orbitale de 30km/sec. La Terre a une inclinaison de 23.4° sur son axe de rotation à l’origine des saisons. Les trois gaz majoritaires de l’atmosphère sèche sont le diazote (78.1%), le dioxygène (20.9%) et l’argon (0.9%). La pression atmosphérique moyenne au sol est de 1 bar et la température moyenne de 15°C. La Terre est dotée de quatre enveloppes superficielles : l’atmosphère, l’hydrosphère, la lithosphère et la biosphère.
  75. *Tomographie sismique : analyse précise des vitesses des ondes sismiques permettant de scanner l’intérieur du globe et de réaliser des coupes (« tomo ») de la Terre à diverses profondeurs. D’une façon générale, la traversée d’une zone froide accélère les ondes générant des anomalies positives alors que les zones chaudes ralentissent les ondes et provoquent des anomalies négatives. Cette technique est notamment très précieuse dans la surveillance des volcans actifs et de leur chambre magmatique.
  76. *Verre : Matériau amorphe où les atomes ne sont pas disposés de façon régulière comme dans un cristal. Le verre résulte d’un refroidissement rapide n’ayant pas permis la formation de cristaux.
  77. *Wegener : Astronome et météorologue allemand, père en 1912 de la célèbre « dérive des continents » qui imaginait des continents rigides de SIAL dériver sur un substrat fluide nommé SIMA. Wegener se basait sur des arguments géographiques (complémentarité de certaines côtes notamment atlantiques) et géologiques (similitudes de roches, de traces de glaciations, de fossiles et de chaînes de montagne de part et d’autres d’océans). La théorie a été rejetée notamment du fait de l’absence de moteur et surtout de toute roche fluide avant 2900 km de profondeur : croûte et manteau terrestre sont à l’état solide (sauf poches magmatiques très localisées).
  78. *Zone d’ombre sismique : Zone du globe épargnée par les ondes sismiques P et S générées par un séisme. Située entre 103° et 142° (environ 11 500 et 14 500 km), cette position est indépendante de la position de l’épicentre sur Terre. La zone d’ombre est liée au Gutenberg et au noyau externe liquide qui commence à 2 900 km. Les ondes sismiques à la traversée du Gutenberg « plongent » car elles passent dans un milieu de plus faible vélocité des ondes (8.1 km/sec contre 13.7 km/sec dans le manteau).

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Olivier

Professeur en lycée et classe prépa, je vous livre ici quelques conseils utiles à travers mes cours !