TP 11 : Caractérisation du domaine continental Comment explique

TP 11 : Caractérisation du domaine continental
Comment explique-t-on que malgré les variations d’altitude, la lithosphère soit en équilibre
sur l’asthénosphère ?
Activité 1 : La répartition des masses à l’intérieur du globe terrestre
1- A l’aide des documents 1 et 2, expliquez comment l’étude de la pesanteur permet
d’obtenir des informations sur la réparitition des masses au niveau de la croûte
terrestre
Le document 1 montre que l’intensité de la pesanteur dépend de la masse de la planète. Ainsi, on peut
s’attendre lors des mesures gravimétriques à obtenir une pesanteur plus importante dans les régions
montagneuses. Or, les chaines de montagnes sont marquée par la présence d’anomalie de Bouguer, il
s’agit d’anomalie gravimétrique négative. La montagne serait donc composée d’une matière moins
dense que le reste de la croûte terrestre engendrant, par conséquent, un déficit de masse.
C’est la racine crustale qui est responsable de ce déficit de masse. La croûte continentale est moins
dense que le manteau. Ainsi, l’excès de masse exercé par la chaine de montagne en altitude est
compensé par la racine crustale sous-jacente.
2- A partir du doc.3, formuler une hypothèse sur le modèle qui vous semble le mieux expliquer
les anomalies gravimétriques.
Par hypothèse, la masse volumique de la croute terrestre est homogène en tout point.
De plus, les études sismiques dans la croûte terrestre révèle la présence d’une racine crustale.
Le modèle d’Airy est en accord avec ce postulat et révèle bien la présence d’une racine crustale. Il
semble donc que ce modèle explique le mieux les anomalies gravimétriques.
3- Tester votre hypothèse en proposant une démarche scientifique à l’aide des maquette fournies.
Introduisons des cylindres de plastique dans une maquette remplie d’eau à moitié. Il suffit de
remarquer a position relative des cylindres pour confirmer le modèle.
4- Conclusion
Cylindre 1 : Emergé : 2cm Immergé : 1 cm
Cylindre 2 : Emergé : 2,5 cm Immergé : 2 cm
Cylindre 3 : Emergé : 3 cm Immergé : 3 cm
On remarque que la surface immergée est proportionnellement supérieure à la surface émergée.
On en déduit qu’il y a compensation des surfaces émergées sous l’eau en fonction de la taille de cette
dernière.
Le modèle d’Airy est validé.
Activité 2 : Les caractéristiques de la croûte continentale
Proposer une démarche scientifique permettant d’expliquer, dans le cadre de l’isostasie, les
différences d’altitude moyenne entre océans et continents.
Matériel :
- Roches (basalte, granite, gneiss, calcaire)
- Eprouvette graduée
- Eau

- Balance
Manipulation 1 : Déterminer la masse des échantillons
- Election du basalte, principal composant de la croûte océanique
- Election du granite, principal composant de la croûte terrestre
- Pesé des deux échantillons
Masse de l’échantillon basalte : 108g Masse de l’échantillon granite : 43,6g
Manipulation 2 : Déterminer le volume des échantillons
- Dans une éprouvette remplie d’eau, déposer tour à tour l’échantillon de basalte puis de
granite
- En fonction de l’augmentation du niveau d’eau dans l’éprouvette, on détermine le volume
de chacun des échantillons
Volume de l’échantillon basalte : 40 mL Volume de l’échantillon granite : 25 mL
Exploitation des résultats :
Masse volumique : m/V
Masse volumique du basalte : 108/40 : 2,700 Kg.L-1 soit 2,7 g.cm-3
Masse volumique du granite : 43,6/6,35 :1,7 Kg.L-1 soit 1,7 g.cm-3
On remarque ainsi que la masse volumique du basalte (de la croute océanique) est plus importante que
la masse volumique du granite (croute continentale).
Conclusion :
Les différences d’altitude moyenne entre océans et continents s’expliquent donc dans le cadre du
modèle de l’isostasie par une différence de densité des deux crôutes.