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STRUCTURE INTERNE DE LA TERRE 1RELATION AVEC LA FORMATION DE

LÕint rieur de la Terre et des Plan tes Agn s Dewa le et Chryst le Sanloup Belin sup 2005 La Terre Interne Roches et Mat riaux en Conditions Extr mes Fabrice Brunet, Denis Andrault et Gilles Chazot Soci t G ologique de France Vuibert 2007 Les profondeurs de la Terre Jean Paul Poirier Masson

La structure interne de la Terre & la Biosphère

La Naissance de la Terre •À sa naissance, la Terre était liquide •Les éléments les plus lourds, comme le Fer et le Nickel ont été attirés vers le centre pour former le noyau •Les éléments les plus légers comme la Silice, l’Oxygène et l’Aluminium sont resté à la surface pour former le manteau et la croute

66 Structure interne de laStructure interne de la Terre

La structure interne de la Terre, ainsi que l'état et la densité de la matière, ont été déduits de l'analyse du comportement des ondes sismiques Les ondes P se propagent dans les solides, les liquides et les gaz, alors que les ondes S ne se propagent que dans les solides On sait aussi que la vitesse de propagation des ondes

TD2 – la Terre : Analyse des structures internes Méthodes d

TD2 – la Terre : Analyse des structures internes Méthodes d’analyse indirects pour découvrir la structure interne de la Terre 1) gravimétrie et isostasie 2) magnétisme 3) sismologie 4) télédétection satellitale 5)

SCHEMA BILAN DE LA STRUCTURE INTERNE DU GLOBE TERRESTRE

Interne Liquide Dur Lithosphère Lithosphère Asthénosphère 30 km 150 km 700km 2900km 5100km 6400 km 7 km SCHEMA BILAN DE LA STRUCTURE INTERNE DU GLOBE

Chapitre 1 Structure de la planète Terre

Chapitre 1 – Structure de la planète Terre Introduction : La Terre est la 3ème planète tellurique (rocheuse) du système solaire (après Mercure puis Vénus et avant Mars) C’est la plus grosse planète tellurique avec un diamètre de 12800 km (contre 12100 pour Vénus, 6800 pour Mars, 4800 pour Mercure) La Terre se caractérise par

Internal geophysics of the Earth and planets

1 Structure interne de la Terre et des planètes telluriques 2 Oscillations libres de la Terre et des planètes telluriques 3 Séismologie, tectonique des plaques et tremblements de Terre 4 Géomagnétisme de la Terre et des planètes telluriques 5 Courte introduction à la géodésie et au GNSS (GPS)

CHAPITRE II : LE GLOBE TERRESTRE ET SA STRUCTURE

B – METHODES DE RECONNAISS ANCE DE LA STRUCTURE INTERNE DE LA TERRE I – La notion de sismologie 1) Introduction L'ébranlement brusque de la lithosphère en un point quelconque provoque des vibrations qui se transmettent à travers le globe Le passage de ces vibrations constitue un tremblement de terre ou séisme

3 Structure interne de la géosphère

3 Structure interne de la géosphère pour Aristote, la Terre est exclusivement formée de l’élément terre ; elle est entourée d’eau, puis d’air et enfin d’une couche de feu Au delà, c’est le monde des astres et de l’éternité La partie superficielle du globe contient des cavités internes et des canaux

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STRUCTURE INTERNE DE LA TERRE

STRUCTURE INTERNE DE LA TERRE

1. 1.

RELATION AVEC LA FORMATION DE

RELATION AVEC LA FORMATION DE

LA TERRE

LA TERRE

2. MODÈLES DE TERRE

2. MODÈLES DE TERRE

3. STRUCTURE ET DYNAMIQUE DU

3. STRUCTURE ET DYNAMIQUE DU

MANTEAU. NOTIONS DE LITHOSPHÈRE

MANTEAU. NOTIONS DE LITHOSPHÈRE

ET DE CRO

ET DE CRO

ÛTE

ÛTE

STRUCTURE INTERNE DE LA TERRE

STRUCTURE INTERNE DE LA TERRE

1. 1.

RELATION AVEC LA FORMATION DE

RELATION AVEC LA FORMATION DE

LA TERRE

LA TERRE

SCHÉMAS DE FORMATION

SCHÉMAS DE FORMATION

DE LA TERRE

DE LA TERRE

T = 0 (-4.567

T = 0 (-4.567

Ga Ga T = T = quelques centaines quelques centaines de de milliers d milliers d années années T = T = quelques quelques millions millions d d années années T = T = env env . 50 millions . 50 millions d d années années

COMPOSITION CHIMIQUE

COMPOSITION CHIMIQUE

MINÉRAUX

MINÉRAUX

ROCHES

ROCHES

Albarède, 2001

Le tableau de

Le tableau de

Mendeleiev

Mendeleiev

Terre et

Terre et

planètes telluriques planètes telluriques

Mercure

Mercure

, Vénus, Terre- , Vénus, Terre- Lune Lune , Mars) , Mars)

Fe, Mg,

Fe, Mg,

Si Si , O , O + Al, Ca, Na, Ni + Al, Ca, Na, Ni tous tous les les autres autres Les Les astéroides astéroides et les comètes n et les comètes n ont ont jamais été inclus dans de grosses jamais été inclus dans de grosses planètes. Ils sont les corps parents planètes. Ils sont les corps parents des météorites des météorites l l astéroïde astéroïde Ida Ida une chondrite une chondrite

DIFFÉRENCIATION

DIFFÉRENCIATION

EXPÉRIENCES DE SÉGRÉGATION

DU NOYAU

SÉGRÉGATION DU NOYAU TERRESTRE

Matrice : silicates

ETAT FINAL

ETAT FINAL

env env . -4.45 . -4.45 Ga Ga

STRUCTURE INTERNE DE LA TERRE

STRUCTURE INTERNE DE LA TERRE

2. MODÈLES DE TERRE

2. MODÈLES DE TERRE

Notre connaissance objective des matériaux internes repose sur des modèles sismologiques à symétrie radiale

Il existe

Il existe

d d autres autres méthodes. méthodes.

Gravimétrie

Gravimétrie

Le géoïde

Le géoïde

Ces bosses traduisent

Ces bosses traduisent

des anomalies de densité des anomalies de densité (composition chimique, température) (composition chimique, température) dans le manteau dans le manteau et et la dynamique de la convection profonde la dynamique de la convection profonde

Réfraction

Réflexion

Réfraction

et réflexion d'un pinceau de lumière (interface air/eau)

Trajets sismiques

Trajets sismiques

des des ondes ondes

P et S

P et S

dans dans la Terre la Terre

Etude des

Etude des

hétérogénéités hétérogénéités latérales: latérales: le principe de la le principe de la tomographie tomographie sismique: sismique: un un scanner scanner pour pour voir voir des coupes des coupes du du manteau manteau

Coupes

tomographiques au travers des zones de subduction en

Méditerrannée

(Karason)

Modèle

radial:

Distributions

de v P , v S en fonction de la profondeur

Compression avec une cellule

Compression avec une cellule

diamant diamant diamant diamant jointéchantillon

Laser annexe

qui chauffe l'échantillon

Taille ! 100 µm

GASKET

DIAMOND

DIAMOND

Sample

Ruby

Pressure

transmitting medium

100 µm

IR laser

wavelength

Intnesity

T spectrum of thermal emission NOYAU

Light elements in the core

Badro et al. 2007

Ondes de chocs

Ondes de chocs

ex chocs laser M. Koenig, LULI ex chocs laser M. Koenig, LULI

Pression d'ablation

P " 12(I

L 2 3 I L en 10 14 W/cm 2 " en µm

P en Mbar

Chambre expérimentale

Faisceaux d'interactionCibleFaisceaux sonde

Choc

Loi de

Loi de

Birch Birch

La connaissance de v

P (z) donne !(z) : v P = - 1.87 + 3.05 ! M

MANTEAU

Distributions

de v P , v S en fonction de la profondeur

Discontinuités sismiques

= (parfois) transformations de phases = Thermomètres profonds

Température

Température

en en fonction fonction de la de la profondeur profondeur COND CONV COND CONV

STRUCTURE INTERNE DE LA TERRE

STRUCTURE INTERNE DE LA TERRE

3. STRUCTURE ET DYNAMIQUE DU

3. STRUCTURE ET DYNAMIQUE DU

MANTEAU. NOTIONS DE LITHOSPHÈRE

MANTEAU. NOTIONS DE LITHOSPHÈRE

ET DE CRO

ET DE CRO

ÛTE

ÛTE

Convection

Convection

dominée dominée par des par des panaches panaches froids froids descendants descendants

Plaque subductée

Fosse Les variations de vitesse des ondes P corrèlent avec la température (et/ou la composition?) dans le manteau Vitesse des ondes P plus lente: matière plus chaude Vitesse des ondes P moyenne: température moyenne Vitesse des ondes P plus rapide: matière plus froide

La convection

quotesdbs_dbs12.pdfusesText_18