Chap 1

Partie 3- Le domaine continental et sa dynamique
Chap 1- Les caractéristiques du domaine continental.
Intro : Terres émergées = 30 % surface / 70 % mers et océans.
Comment expliquer l'émergence de certaines terres ou croûte continentale ?
3 hypothèses au moins : continents en relief car moins denses que la CO, car nature des roches différente, ou roches
plus épaisses par tectonique des plaques en compression ...
Conséquences vérifiables : plus il y a de relief, moins les roches sont denses par exemple…
I- La dualité d'altitude Océans -continents : TP1- mesure densité, et graphe bimodale des altitudes
1) La densité des roches : on retient la faible densité des roches du domaine continental = 2,7 à 2,8, contre
celles constituant la CO = 3
2) La nature des R Continentales comprend les 3 grands groupes : sédimentaires, métamorphiques et
magmatiques
•Dans les bassins= plaines à faible relief = RS surtout, dans les massifs montagneux plutôt des roches
métamorphiques et magmatiques en surface.
•Or RS moins denses sont moins en relief que Rmag ou Rmet associées aux reliefs donc densité et nature des
roches ne suffisent pas pour expliquer l’émergence des terres
Il faudrait forer ou étudier en profondeur la croûte terrestre par des méthodes indirectes de sismique réflexion
3) La structure de la croûte terrestre ou l’effet de la convergence des plaques : par sismique réflexion et réfraction
une racine crustale est mise en évidence à – 50, 60 km sous les plus hauts reliefs des montagnes =
surépaississement de la croûte par tectonique convergente des plaques.
II-Caractères de l'épaississement crustal dans les montagnes :
A- Déformations structurales : cf TP2, p 130 et sortie géologique
•Les roches subissent des déformations de leur structure ( = tectoniques) compressives :
- souples = plis
- cassantes + ou – importantes = plis faillés, failles inverses.
•A savoir schématiser avec une série sédimentaire ABC et à retrouver sur les documents/ photos.
•La faille inverse dans un cadre de convergence peut provoquer la superposition d’une série de terrains sur
elle-même sur quelques Km = chevauchement, sur plusieurs dizaines de Km = charriages. Il y a alors une
discordance majeure car des strates anciennes recouvrent des strates plus jeunes ( contraire au principe de
superposition)
•Toutes ces déformations = indices tectoniques de mouvements horizontaux liés à la convergence des
plaques. Elles expliquent le surépaississement de la CC et montrent aussi son raccourcissement.
B - Compensation isostatique selon le modèle d’Airy : suite TP2-p 125
•L'étude de la gravimétrie ( pesanteur) dans les montagnes montre un déficit de pesanteur ( = anomalie
gravimétrique négative) dans les montagnes par rapport aux plaines alors que la tectonique compressive crée un
cumul de roches.
•Ce paradoxe s’explique si on considère que la lithosphère continentale LC est en équilibre isostatique (=
flotte) sur l'asthénosphère selon le Modèle d'Airy. Le relief (l’altitude) est alors compensé par sa racine peu
dense. Selon Airy, toutes les roches de la LC flottent à l'équilibre dit isostatique ( ligne de même pression) sur
une couche de plus forte densité ( type péridotite du manteau asthénosphérique, LVZ située vers 120 à 200 km de
profondeur ). On obtient des colonnes de différentes épaisseurs mais de même densité, décroissantes au fur et à
mesure qu'on s'éloigne des plus hauts reliefs.

•Conséquence : plus le relief a est élevée, plus la racine crustale r ou épaisseur de la CC est importante ( =
Moho profond). Ainsi la CC passe de 30 km dans les plaines à 60 dans les montagnes élevées.
•Calcul de l'épaisseur de la racine crustale r = 5*a environ à savoir appliquer dans les documents.
• Problème : L'épaisseur calculée de r est toujours inférieure à l'épaisseur réelle. Comment l'expliquer ? Qu'est-ce
qui peut avoir un effet de lest ou de traction en profondeur ? Cf ex 7 p 142
C- Transformations minéralogiques du domaine continental : 7 p 142 + TP3
•Le métamorphisme c'est l'ensemble des transformations minéralogiques à l'état solide affectant une roche
portée dans de nouvelles conditions de pression et de température .
•Des minéraux index, stables et caractéristiques dans un domaine de P et T, permettent de retrouver les
conditions de P et T que la roche a connu à un moment donné de son histoire. cf petit schéma explicatif A + B
donne C en auréoles métamorphiques progressivement jusqu'à disparition de B.
Ex de minéraux index les silicates d'alumine Al2SiO5, 1 même formule mais organisation atomique différente
selon conditions, trois sortes de minéraux-index possibles : andalousite BP, disthène HP, sillimanite HT.
•Les roches métamorphiques les plus courantes sont des schistes, micaschistes, et gneiss et ont une
composition chimique proche, riche en Silice, et oxyde d'aluminium, ce qui signe leur origine commune, cad il
existait à un endroit donné avant le métamorphisme une roche ( par ex sédimentaire) de composition assez
homogène. Bien savoir la correction n° 6 p 141
- Dans un contexte de compression, l'épaississement
crustal provoque l'enfouissement des roches
préexistantes dans de nvelles conditions de P et T
provoquant des transformations minéralogiques :
- nouvelles structures : schistosité (= débit en feuillet),
foliation (= alternance de lits clairs de Q + F et sombres de
micas)
- nouveaux mx index indiquant souvent une
augmentation des P et des T...Ex biotite.
- Le métamophisme général, HP-HT accompagne la
convergence des plaques en collision, il en est un
marqueur, il est présent ds ttes les chaines de mgne.
- Si le gradient de PT est croissant selon une orientation
géographique donnée , c'est un indice supplémentaire des
mouvements horizontaux convergents des plaques.
- Parfois, le solidus peut être atteint et des poches de
fusion partielle apparaissent à l'origine de granites
d'anatexie au sein de migmatites.

Ces transformations structurales et minéralogiques en profondeur accentuent la densité des roches donc exercent
un effet de traction vers les profondeurs ou provoquent l'enfoncement du Moho = on parle aussi de subduction
continentale. Cf profils du MOHO
III- Généralisation sur les reliefs, l’âge et la nature des roches continentales :
A -Comparaison des montagnes jeunes et anciennes : p 193 doc1 et 2
•Les chaînes de montagnes anciennes ont des reliefs moins élevés que les plus récentes. On y observe à
l'affleurement une plus forte proportion de roches de type granitoïdes/gneiss et plus âgées qui avaient été
formées à grande profondeur cf carte geol .
•Au contraire, les chaînes de montagne élevées ont des roches plutôt sédimentaires, ou métamorphiques
formées à profondeur moyenne et assez jeunes.
•C'est la remontée isostatique associée à l'érosion qui fait apparaître en surface les roches formées en
grande profondeur au bout de quelques dizaines de millions d'années. Si l'érosion supprime l'altitude, alors
la racine crustale diminue aussi par poussée d'Archimède ou remontée isostatique.
•Donc dans tous les massifs érodés, les roches à l'affleurement sont anciennes et de type granito-gneissique.
B- Datation des roches : p 128,129 – TP3 ece + fiche méthode Rubidium/ Strontium
•L'âge des roches est déterminé par radiochronologie. La radiochronologie des roches est fondée sur la
décroissance radioactive naturelle de certains éléments chimiques présents dans les minéraux qui les constituent.
Cf équation fiche technique et Cf p 128, 129. Connaître la méthode rubidium / strontium.
•L'âge de la croûte continentale date par endroit de plus de 4 Ga ( gneiss d'Acasta au Canada, Isua au
Groêland) , alors que l'âge de la croûte océanique n'excède pas 200 Ma, les âges de la CC sont donc variés
et parfois très anciens avec d'immenses cratons jamais remaniés par la tectonique des plaques .
Résumé méthode de datation au Rb
•Le Rb remplace certains K et le Sr remplace
certains Ca ds les édifices cristallins lors du
refroidissement d'un magma de composition
granitique. Le Rb 87 instable se désintègre en 87 Sr
selon une constance radioactive lamda de 1,42.10
-11 / an. T = demi-vie = 49 GA !
•Formule de l'âge : T = Ln(a +1)/ λ .
•Grâce à un spectromètre de masse, on mesure dans
un granite à l'instant t la quantité résiduelle de Rb
et Sr. La loi de désintégration radioactive est P =
Po.e- λt. Comme on ne connaît ni Po ni T, la formule
utilisée est : (87Sr/86Sr)t = λt ( (87Rb/86Sr)t +
(87Sr/86Sr)i. . de type affine y = ax +b. Les valeurs
de x et y obtenues à partir de chaque minéral de la
roche donnent une droite appelée droite isochrone.
La pente d'une droite isochrone a = e λt -1, donc
a+1 = eλt d'où Ln ( a+1) =λt soit t = Ln ( a +1)/ λ
•à savoir appliquer cf ex TP et 8 p 145.
Synthèse sous forme de tableau comparatif
Caractères Densité
moyenn
e
Altitude
moyenne
en m
Epaisseur
en km
Compo
sition
Racine Ages MA Tectonique
des plaques
Déformations
structurales majoritaires
CC 2,8 +800 30 à 60 granites-
gneiss
Oui
20 à 30
km
4.103 MA
à
actuel
convergence Plis, failles inverses
charriages,
chevauchements
CO 3 -4800 5 à 10 basalte-
gabbro
Non 180 à actuel divergence Failles normales
blocs basculés