V. La notion d`isostasie

TS Thème 1.B Le domaine continental et sa dynamique
Chapitre 5 : La croûte continentale
La lithosphère continentale est constituée d'une croûte continentale principalement composée de granite (ou de
roches de la même famille) et d'un manteau lithosphérique composée de péridotites rigides. La croûte
continentale affleure dans les régions émergées que constituent les continents.
Quelles sont les caractéristiques de la croûte continentale ?
I. Le granite est une des roches principales de la croûte continentale
Livre p 147
Le granite est une roche magmatique plutonique grenue dont la densité (2,7) est inférieure à celle de la
péridotite, du basalte et du gabbro. On peut observer plusieurs types de minéraux comme le quartz, la biotite (ou
mica noir) et les feldspaths (orthose, plagioclase). On peut aussi rencontrer de nombreuses roches sédimentaires
(calcaire, grès) et métamorphiques qui résultent d'une transformation physique ou chimique de roches
préexistantes à l'état solide(ex : gneiss)
II. La croûte continentale est plus épaisse que la croûte océanique
Livre p 146
Par l'étude des ondes sismiques P et PmP (sismique réflexion), on peut estimer la profondeur de la discontinuité
de Mohorovicic (Moho) sous les continents. Le Moho est l'interface entre la croûte et le manteau lithosphérique.
Sa profondeur moyenne est de 30 Km et peut atteindre plus de 60 Km par endroits sous les chaînes de
montagnes. Ainsi au relief que sont les chaînes de montagnes (Alpes, Pyrénées, Himalaya) correspond en
profondeur une importante racine crustale.
Les différences d'altitude moyenne entre les continents et les océans s'expliquent par ces différences crustales.
III. La croûte continentale est très souvent plus âgée que la croûte océanique
Livre p 152 et 153
On ne connaît pas de croûte océanique plus âgée que 200 Ma. En effet la croûte océanique vielle devenue plus
dense est recyclée dans le manteau asthénosphérique par subduction.
Par radiochronologie (basée sur la loi de décroissance radioactive exponentielle), il est possible d'établir que des
roches de la croûte continentale sont âgées de plus de 4 Ga.
Le radiochronomètre Rb/Sr utilise une méthode de résolution graphique de l'âge des roches de la croûte
continentale par droite isochrone.
IV. L’épaisseur de la croûte continentale est le résultat d'un épaississement et d'un raccourcissement
dus à des forces de convergence
A. Les indices tectoniques : plis, failles inverses et nappes de charriage
Livre p 148 et 149
Sous l'effet de forces de convergences importantes, les roches subissent des déformations et des déplacements.
On observe à la surface des chaînes de collision les structures tectoniques suivantes :
TS Thème 1.B Le domaine continental et sa dynamique
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les plis, déformations souples non cassantes : sous l'effet de contraintes tectoniques convergentes les
roches se déforment sans se rompre,
les failles inverses, déformations cassantes :le blocsupérieur (série chevauchante) chevauche le bloc
inférieur (série chevauchée),
les chevauchements : le long de la faille inverse tout un ensemble de terrains en chevauche un autre sur
quelques kilomètres
les charriages, chevauchement de très grande amplitude : on appelle nappe de charriage une portion
entière de lithosphère continentale pouvant provenir d'une région très éloignée (50 Km), qui a été
déplacée pendant des Ma, pour venir recouvrir et parfois doubler l'épaisseur de la lithosphère
chevauchée. On retrouve souvent des terrains anciens sur des terrains récents (notion de discordance).
B. Les indices pétrographiques
Livre p 150
Les conditions de pression et de température subies par les roches de la croûte continentale dans un contexte de
convergence et souvent d'enfouissement permettent la transformation physique et chimique de celles-ci à l'état
solide sans changement de composition chimique globale. Certains minéraux prennent un aspect lité , feuilletté,
schisteux. D'autres voient leur minéraux se transformés en d'autres (nouvelle cristallisation).
Ex : Gneiss, schistes
Livre p 151
Dans certaines conditions de pression et de température, une partie des roches de la croûte peuvent fondre :
cette fusion partielle s'appelle l'anatexie.
Les migmatites sont des gneiss ayant subi l'anatexie puis la cristallisation de nouveaux cristaux granitiques .
L'ensemble de tous ces marqueurs permet de démontrer que les chaînes de collision sont des lieux de
raccourcissement et d'épaississement de la croûte et de la lithosphère continentale (surtout en profondeur).
V. La notion d'isostasie
Livre p 144 et 145
La lithosphère repose en équilibre sur l'asthénosphère. La limite entre les deux correspond à l'isotherme 1300°C
, température à laquelle la péridotite devient plus ductile.
L'excédent de masse constitué par les reliefs montagneux est compensé en profondeur par un déficit de masse
(Racine crustale). En effet les roches de la croûte continentale sont moins denses que la roche du manteau
lithosphérique, la péridotite.
La lithosphère est en équilibre isostatique au niveau de la surface surface de compensation. Au dessus de cette
surface de compensation, toute colonne de lithosphère continentale est de même poids (modèle d'Airy).
On observe ainsi des anomalies gravimétriques négatives au niveau de toutes les chaînes de montagnes ayant
pour raison cette isostasie.
Bilan : Livre p 154, 155,156,157