Densité des reliefs les + à – élevés.


Correction FA2/2
III/ La notion d’isostasie.
En réponse au problème posé par les anomalies négatives de Bouger, on a montré que l’excès de
masse au niveau des montagnes ne pouvait pas être compensé par un déficit de masse en profondeur.
La répartition des altitudes montre une distribution
bimodale (deux pics de fréquence).
L'altitude moyenne des terres émergées est de 870
m alors que la profondeur moyenne des mers et
océans est de -3800m.
Comment expliquer cette distribution ?
Alfred Wegener avait déjà constaté des
mouvements verticaux de continents en 1902.
Depuis, on sait que ces mouvements verticaux
concernent la lithosphère dans son intégralité.
Ceux-ci sont expliqués par un modèle théorique du
XIXè siècle : la théorie de l'isostasie.
D'après ce modèle, il existerait une surface en
profondeur où les forces s 'équilibreraient entre
les matériaux au-dessus et au-dessous de celle-ci.
Cette surface est appelée surface de compensation.
Les masses de toutes les colonnes de lithosphère
au dessus de la surface de compensation sont
identiques.
Lorsqu'il y a équilibre, on parle d'isostasie.
On nomme ainsi surface de compensation la profondeur au niveau de laquelle la pression est identique
quel que soit le relief au-dessus.
On doit aux Britanniques George Biddell Airy (1801-1892) et John Henry Pratt (1809-1871) les premières
tentatives d’explication du phénomène observé.
1. 2 modèles en discussion.
 Doc Page 145.
Densité  des reliefs les + à
– élevés.
Densité = pour toutes les
colonnes de croûte.
La compensation du relief est assurée par la mise
en place d’une racine crustale.
(Modèle cohérent avec la croûte continentale)
2. la croûte en équilibre sur le manteau.
La compensation du relief est assurée par une
différence de densité à l’intérieur de la croûte.
(Modèle cohérent avec la croûte océanique)
L'isostasie est donc un équilibre de type hydrostatique (principe d'Archimède).
Animation : http://www.geo.cornell.edu/hawaii/220/PRI/isostasy.html
- Critiquez le modèle proposé.
Les continents sont interdépendants des plaques qui
les entourent
(a)
(ecc)
(r)
Attention : h = a (altitude) +ecc (épaisseur minimale
croûte continentale) + r (racine)
En vertu du principe d'Archimède on retient que plus un bloc
dépasse le niveau de fluide plus il est enfoncé dans ce dernier.
La lithosphère est en équilibre (isostasie) sur l’asthénosphère. Les différences d’altitude moyenne
entre les continents et les océans s’expliquent par des différences crustales.
Afin d’avoir un relief positif, il faut qu’il y ait une racine de croûte continentale importante permettant
de supporter la charge pondérale en surplus.
Ce sont les différences de nature, de densité, d’épaisseur des lithosphères continentale et océanique qui
expliquent la distribution des reliefs constatés à la surface de la terre.
La lithosphère océanique, plus dense, s’enfonce proportionnellement davantage dans l’asthénosphère
que la lithosphère continentale. De plus, l’épaisseur plus faible de la lithosphère océanique fait que la
lithosphère océanique a une altitude plus basse que la lithosphère continentale.
Modéliser avec un logiciel : http://www.pedagogie.acnantes.fr/1183219249828/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1160729734281
Dès 68m d’altitude, il y a
présence d’une racine
crustale.
Pour avoir une altitude
de 8848m, il faut une
racine crustale de
60138m de profondeur.
3. Des rééquilibrages permanents :
A l'échelle continentale, l'érosion par les
eaux de ruissellement, la glace et le vent
tend à aplanir les reliefs vers un profil de
base qui est le niveau des mers.
Selon le principe d'isostasie, l'ablation
d'une tranche de matériaux à la surface
d'un continent entraîne un rééquilibrage
des masses; il y a remontée de l'ensemble
de la lithosphère continentale.
Exemple : Après érosion de 100m, il y a un rééquilibrage isostatique. C’est-à-dire que la croûte
continentale remonte un peu, il n’y a donc pas réellement une perte de 100m d’altitude.
 Exercice : Fiche le rebond glaciaire.(voir rubrique correction)