Explication des variations d`altitudes

DOSSIER 2.1 > EXPLICATION DES VARIATIONS D’ALTITUDES
1
La distribution statistique du relief à la surface
de la Terre montre une distribution bimodale
des reliefs :
 La plus grande partie des continents ont
une altitude de +300m
 Tandis que la plus grande partie des
fonds océaniques sont situés à une profondeur
de 4800m.
En 1909, Wegener interprète la distribution
bimodale des altitudes comme étant due à
l’existence de nature entre le SIAL (plus léger) et le
SIMA (plus lourd). C’est à partir de ce point, étayés
par d’autres arguments, qu’il propose sa théorie de
la dérive des continents.
Aujourd’hui, cette différence est interprétée comme
étant le reflet de l’existence de 2 types de lithosphères différentes : une lithosphère
continentale et une lithosphère océanique.
On note également une hétérogénéité des altitudes au sein des zones
continentales.
Problématique
Comment expliquer les fortes variations d’altitude sur Terre ?
Comment expliquer les différences d’altitudes moyennes entre la
lithosphère océanique et continentale ?
I. NOTION D’ISOSTATIE : LA LITHOSPHERE EN EQUILIBRE SUR
L’ASTHENOSPHERE
La lithosphère peut être affectée de mouvements verticaux consécutifs à la mise en
place ou à la disparition d’une surcharge (calotte glaciaire ou accumulation de
sédiments). Ex : surrection/soulèvement de la lithosphère continentale en
Scandinavie sui à la fonte de la calotte glaciaire entre -15000 et -7000 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
est l’isostasie.
2.1
Sciences de la Terre
Le domaine continental et sa dynamique
EXPLICATION DES VARIATIONS D’ALTITUDES
.
Activité 1
La lithosphère en
équilibre sur
l’asthénosphère
Belin p144
Lecture article sur la
distribution bimodale
des altitudes
Planète Terre
Doc > La distribution statistique
du relief à la surface de la Terre.

DOSSIER 2.1 > EXPLICATION DES VARIATIONS D’ALTITUDES
2
II. LES DIFFERENCES D’ATLTITUDES MOYENNES ENTRE LITHOSPHERE
OCEANIQUE ET CONTINENTALE
II.1. Deux modèles pour comprendre
Deux modèles permettent de rendre compte, dans le cadre de l’isostasie, les
variations de reliefs/altitudes.
Modèle de Airy
Modèle de Pratt
Principe
Les variations d’altitudes sont dues à des
variations de l’épaisseur de la croûte de même
densité, reposant sur un manteau plus dense
Les variations d’altitudes s’expliquent par des
variations de la densité des matériaux.
schéma
utilisation
Modélisation du comportement de lithosphère
continentale
Modélisation du comportement de lithosphère
océanique
Si le
modèle
est vrai
alors …
> En dessous des chaines de montagnes, on
doit trouver un épaississement de la croûte ;
> Les roches de la croûte continentale ont une
densité moyenne qui ne varie pas.
> Au niveau de reliefs, on trouve des variations de
densité décroissante de part et d’autre du sommet
> La lithosphère océanique, comme la lithosphère continentale sont en équilibre
isostatique sur l’asthénosphère. Or cet équilibre est atteint à des altitudes
différentes. Cela doit donc s’expliquer par des variations de densité et/ou
d’épaisseur.
>> on va rechercher profondeur du moho sous les reliefs
>> on va calculer l’épaisseur théorique d’une lithosphère continentale et
océanique.
II.2. Epaisseur des lithosphères
La croûte continentale est essentiellement constituée de roches magmatiques et
métamorphiques (gneiss), couverture superficielle de roches sédimentaires. Le
modèle de l’isostasie permet de calculer qu’à l’équilibre isostatique, une croûte
continentale d’altitude moyenne +370m a une épaisseur d’environ 30 Km. Ceci est
confirmé par les études sismiques actuelles.
L’épaisseur de la CO est de 7 Km.
La croûte continentale se distingue donc de la croûte océanique par son épaisseur
et sa densité. Ces différences expliquent, dans le cadre de l’équilibre isostatique, les
différences d’altitudes moyennes entre océans et continents.
II.3. Profondeur du Moho à l’aplomb des reliefs
La profondeur du Moho peut être déterminée grâce à l’étude de la propagation des
ondes sismiques. Le Moho est une discontinuité qui marque la transition entre la
croûte et le manteau lithosphérique. Il correspond donc à l’épaisseur de la croûte.
Activité 2
Dualité d’altitude
océan/continent
Belin p146
Activité 3
Epaisseur de la
croûte et reliefs
continentaux
Belin p150

DOSSIER 2.1 > EXPLICATION DES VARIATIONS D’ALTITUDES
3
La croûté continentale a une épaisseur moyenne de 30 Km.
Elle est plus fine au niveau des marges passives >> cf. programme de 1S/rifting.
Elle est plus épaisse au niveau des reliefs : jusqu’à 70km sous les massifs
montagneux. Cet épaississement est dû à la présence d’une racine crustale en
profondeur. Moins dense que le manteau, celle-ci permet la réalisation de
l’équilibre isostatique malgré la surcharge créée en surface par le relief.
Conclusion
La différence d’altitude entre la lithosphère continentale et océanique est due à
une différence de nature des matériaux qui les composent.
La croûte continentale, principalement composée de roches voisines du granite, est
d’une épaisseur plus grande et d’une densité plus faible que la croûte océanique.
Au relief positif qu’est la chaine de montagnes, répond, en profondeur, une
importante racine crustale.
La présence de relief sur la LC s’explique par l’existence d’une racine crustale
permettant l’équilibre isotatique.
Mots clés : isostatie, équilibre isostatique, Moho, LO, LC.