Fiche de cours - SVT Guilleray

THEME 1B
Chap1 : La caractérisation du domaine continental
SVT – TS
Le domaine continental se distingue du domaine océanique notamment part sa croûte qui, pour l’essentiel, est à
l’affleurement. Le domaine continental est ainsi émergé, avec par endroits des reliefs d’altitude importante : les
chaînes de montagne, comme les Alpes ou l’Himalaya.
Comment caractériser le domaine continental ?
1. La croûte continentale
1.1 Nature, densité des roches et profondeur de la croûte (TP1)
La croûte continentale est essentiellement constituée de roches magmatiques (principalement granites) et métamorphiques
(principalement gneiss), avec une couverture superficielle de roches sédimentaires. Sa densité est d’environ 2,7 et son épaisseur
moyenne est de 30 kilomètres. Elle s’oppose ainsi à la croûte océanique de densité 2,9 et d’épaisseur 7 kilomètres et constituée de
roches magmatiques (basaltes et gabbros).
1.2 L’Age des roches (TP2)
La radiochronologie permet de dater la croûte
continentale. Lors de la cristallisation d’un magma, les
minéraux incorporent différents isotopes des éléments
Rubidium (Rb) et Strontium (Sr) en petite quantité. Dans
la roche issu de la cristallisation, le 87Rb, instable, se
désintègre en 87Sr au cours du temps selon une loi
exponentielle décroissante : les quantités de 87Rb et de
87Sr sont dont mathématiquement liées. La mesure par
spectrométrie de masse de la quantité de 87Rb et de 87Sr
dans différents minéraux d’une roche magmatique
permet ainsi de déterminer son âge.
La croûte continentale présente des roches d’âges
variés, parfois supérieur à 4 Ga, alors que l’âge de la
croûte océanique n’excède pas 200 Ma.
Détermination graphique de l’âge d’une roche magmatique par
datation isotopique
2. Mouvements verticaux des continents et relation relief/épaisseur de la croûte continentale
La lithosphère peut être affectée de mouvements verticaux consécutifs à la mise en place ou à la disparition d’une surcharge.
Ainsi, en Scandinavie, on observe actuellement un soulèvement de la lithosphère, qui fait suite à la fonte d’une calotte glaciaire
entre -15 000 et -7 000 ans. Ces mouvements attestent de la rupture provisoire d’un équilibre entre la lithosphère et
l’asthénosphère : la lithosphère, rigide, repose en équilibre sur l’asthénosphère, plus déformable et plus dense. Le modèle qui
décrit cet équilibre, dit isostasique, est celui de l’isostasie.
Deux grands modèles s’opposent, tout deux posant qu’au-dessus d’une surface de compensation, la lithosphère est en équilibre
sur l’asthénosphère et que donc la densité moyenne est la même pour tout bloc formant la lithosphère :
 Le modèle de Pratt pose une croûte en contact en tout point à cette surface et explique dont les reliefs par des variations
de densité au sein de la croûte.
 Le modèle de Airy pose lui une croûte de densité fixe, ce qui suppose des variations de hauteur de la croûte avec une
racine crustale compensant les reliefs.
L’étude de la propagation des ondes sismiques permet de localiser la limite croûte/manteau (Moho) et de déterminer l’épaisseur de
la croûte continentale. Epaisse en moyenne de 30 km, la croûte continentale voit son épaisseur s’accroître au niveau des reliefs
montagneux (jusqu’à 70 km). Cet épaississement est surtout lié à la présence d’une racine crustale en profondeur. Moins dense
que le manteau, celle-ci permet la réalisation d’un équilibre isostatique malgré la surcharge créée en surface par le relief.
3. L’épaississement crustal dans les chaînes de montagne
3.1 Des indices tectoniques
Dans les chaînes de montagne, on observe :
 des plis et des failles inverses, qui sont des déformations s’accompagnant d’une raccourcissement et d’un épaississement
par empilement de roches
 des chevauchement et des nappes de charriage, qui résultent du déplacement de terrain (ordre du kilomètre pour les
chevauchement et de la dizaine de kilomètres pour les nappes de charriage). Ces terrains recouvrent d’autres terrains
initialement éloignés et cet empilement de terrains entraîne un épaississement de la croûte.
La présence de ces indices tectoniques témoignent d’un raccourcissement crustal et donc d’un épaississement crustal dans les
chaînes de montagne.
3.2 Des indices pétrographiques
Dans les chaînes de montagne affleurent des roches métamorphiques, c’est-à-dire ayant subi des transformations à l’état solide.
Certains de leurs minéraux sont étirés et/ou disposés dans une orientation privilégiée : la roche est déformée. D’autres minéraux
résultent de transformations liées à une augmentation de la pression et de la température auxquelles ces roches ont été soumises,
et donc à leur enfouissement (exemple : le gneiss qui provient du granite métamorphisé).
Certaines roches témoignent également d’une fusion partielle de la croûte (exemple : migmatite, granite d’anatexie). Celle-ci
s’explique par une augmentation de la pression et de la température auxquelles ces roches ont été soumises, qui est également
liée à leur enfouissement.
La présence de ces différentes roches constitue des indices pétrographiques d’un empilement de terrains (associés à
l’enfouissement) et donc d’un épaississement de la croûte dans les chaînes de montagne.