Quelques caractéristiques de la croûte continentale

Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant
Le domaine continental et sa dynamique
Quelques caractéristiques de la croûte continentale
► On
partir :
-
se propose de déterminer quelques caractéristiques de la croûte continentale en remplissant une fiche à
de documents sur les altitudes et l’âge de la croûte continentale,
de l’étude de quatre types de roches de la croûte continentale,
d’un calcul de densité moyenne de la croûte continentale,
de coupes effectuées dans la croûte continentale.
1 – Altitudes et âge de la croûte continentale
Document 1 – Carte des âges de la croûte continentale émergée (30% de la surface du globe)
Une partie de la croûte
continentale est immergée.
Elle
correspond
aux
plateaux
et
talus
continentaux : cette partie
s’élève à 15% de la surface
du globe.
Doc 2 – La dualité de la distribution des altitudes sur Terre.
Ce diagramme montre le pourcentage de la
surface terrestre solide occupée par des
terrains d'altitudes données. Les altitudes sont
regroupées par tranches de 1 kilomètre. Pour
se limiter à des valeurs significatives, les
tranches extrêmes intègrent les valeurs
maximales peu représentées. La tranche 45 km d'altitude comprend donc les terrains
allant de 4 km à 8850 m (maximum pour
l'Everest), et la tranche 5-6 km de profondeur
les planchers océaniques allant de 5 à 11 km
(maximum dans la fosse des Mariannes).
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Le domaine continental et sa dynamique
2 – Les principaux types de roches de la croûte continentale
Les quatre grands types de roches de la croûte continentale :
- Roches magmatiques plutoniques → roches à texture grenue ; mode de formation par refroidissement lent
d’un magma en profondeur.
- Roches magmatiques volcaniques → roches à texture microlithique ; mode de formation par
refroidissement rapide d’un magma en surface.
- Roches sédimentaires → roches formées essentiellement à partir de sédiments enfouis, déshydratés et
compactés (processus appelé diagenèse). Elles peuvent contenir des fossiles.
- Roches métamorphiques → roches issues de la recristallisation à l’état solide d’une autre roche sous l’effet
de variations de la pression et/ou de la température. Ces roches présentent le plus souvent un alignement de
minéraux décrivant des lignes appelées foliation.
Rappels sur les roches magmatiques :
Lorsque le magma, issu de la fusion partielle du manteau commence sa cristallisation, il va former des minéraux dont
la taille va être liée à la vitesse de refroidissement. Ainsi, plus le magma séjourne longtemps dans la chambre
magmatique, plus les minéraux formés à partir de ce magma seront grands. C'est le cas des minéraux des roches
plutoniques. Lorsque le magma remonte en surface, celui-ci cristallise beaucoup plus vite et forme des minéraux de
plus petite taille. C'est le cas des roches volcaniques. Ainsi en résumé, la vitesse de refroidissement du magma va
conditionner la texture de la roche. On va alors distinguer différents types de textures :
La texture grenue
Sur un macro-échantillon, tous les minéraux sont visibles à l'œil nu.
◄ En lame mince, les minéraux sont de grande taille et sont en contact
étroit les uns avec les autres ; ainsi on ne distingue pas de matrice entre
les minéraux.
La texture microlithique
Sur un macro-échantillon, quelques gros minéraux sont visibles,
dispersés dans une matrice dont les minéraux (les microlithes) ne se
distinguent pas à l'œil nu.
◄ En lame mince, on peut éventuellement observer quelques minéraux
de grande taille séparés par une matrice. La matrice est constituée d’un
verre dans lequel se trouvent des petits minéraux en baguettes de
feldspaths le plus souvent. Ce sont des microlithes.
► Vous avez quatre roches à votre disposition : un granite, une andésite, un calcaire et un gneiss. Observer
les roches proposées à l’œil nu et en lame mince afin de déterminer à quel grand type de roche elles
appartiennent.
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Le domaine continental et sa dynamique
3 – Quelle est la densité globale de la croûte continentale ?
► A l’aide du matériel et des roches proposés et en vous aidant informations du tableau ci-dessous, élaborez un
protocole qui vous permettra de calculer la masse volumique globale (en g.cm-3) de la croûte continentale et d’en
donner ensuite la densité globale.
Roches
Granite
Gneiss
Calcaire
Masse volumique (g.cm-3)
Rappel : masse
volumique de l’eau
1 g.cm-3
Proportion par rapport au
volume total de roche de croûte
45%
45%
10%
continentale
Le pourcentage de roches magmatiques volcaniques est considéré comme négligeable.
4 – L’épaisseur de la croûte continentale est-elle constante quel que soit le relief continental ?
 A l’aide du logiciel « Profil crustal » (http://www.ac-nice.fr/svt/productions/crustal/index.htm) schématisez cidessous la limite du Moho en fonction de l’altitude.
Coup de pouce : déterminez les variations de l’épaisseur de
la croûte continentale en fonction du relief en effectuant
diverses coupes de votre choix.
Altitude (km)
+10
+5
0
-5
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
Rappel : le Moho est la limite physique entre la croûte et le manteau lithosphérique.
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Le domaine continental et sa dynamique
Fiche d’identité de la lithosphère océanique
Domaine océanique
% de la
Altitude
surface
moyenne
terrestre
Croûte
océanique
55%
-3800 m
Manteau
lithosphérique
L’épaisseur de la couche de sédiments est négligeable.
Lithosphère
océanique
Epaisseur
moyenne
Densité
globale
Age
Composition et %
7 km
2,9
≤ 200
Ma
Basalte : 40 %
Gabbro : 60 %
73 km
3,3
X
Péridotite
Fiche d’identité de la lithosphère continentale
Domaine continental
% de la
Altitude
surface
moyenne
terrestre
Lithosphère
continentale
Epaisseur
à l’altitude
moyenne
Densité
moyenne
Age
Composition et %
X
Péridotite
Croûte
continentale
Manteau
70 km
3,3
lithosphérique
Le pourcentage de roches magmatiques volcaniques est considéré comme négligeable.
Coupe schématique de la lithosphère océanique
Coupe schématique de la lithosphère continentale