La lithosphère continentale - LE SITE DE MATHIEU RODRIGUEZ

La lithosphère continentale
Leçon de contre-option de l’Agrégation
Correction proposée par Mathieu Rodriguez (Agrégé préparateur Ens)
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Introduction :
Il existe plusieurs façons d’appréhender la définition de la lithosphère, selon le point de vue considéré.
De façon générale, la lithosphère est la couche la plus superficielle de la Terre solide, impliquée dans la
tectonique des plaques. De façon plus spécifique :
-La lithosphère thermique : la base de la lithosphère est une couche limite qui correspond à la transition
entre un régime de transport de chaleur par advection/convection et un régime de transport de chaleur
par conduction.
-La lithosphère sismologique : la base de la lithosphère correspond à une zone de faible vitesse des
ondes sismiques (la Low Velocity Zone, LVZ, vers 120 km de profondeur). Cette atténuation dénoterait
la présence de fluides ou de fusion partielle.
-La lithosphère chimique : elle est composée de la croûte et des péridotites du manteau lithosphérique.
-La lithosphère sismogénique : dans le cas de la lithosphère océanique, la lithosphère correspond à la
zone dans laquelle se déclenchent les séismes.
-La lithosphère élastique : c’est la zone où les contraintes déviatoriques peuvent être « tectoniquement»
significatives (de quelques MPa à 1 GPa), et où leur relaxation est relativement lente (1-10 Ma).
Comportement visco-élastique. Une plaque lithosphérique est considérée rigide au premier ordre/
essentiel de la déformation concentré au niveau des limites de plaques.
-Problématique : Apports de la connaissance de la lithosphère continentale à la théorie de la tectonique
des plaques. Comportement mécanique : comment la lithosphère continentale se déforme sous l’effet de
la tectonique des plaques ?
1. Topographie des continents
-Cartes modernes établies par altimétrie satellitaire
Carte topographique de la Terre

-Chaîne de montagnes/ altitude jusqu’à ~8000m.
Plateaux continentaux (Andin, Tibétain) : topographie de l’ordre de 4000-5000m, régions
planes au sein d’une chaîne de montagne.
Localisations des principaux plateaux continentaux et profils topographiques associés.
-morphologie des chaînes/ degré de courbure. Origines de la courbure de certaines chaînes ?
-Topographie au niveau des cratons ; quelques centaines de mètres en dépit de leur âge.
Comment la topographie s’est maintenue en dépit de l’érosion ?
-Epaules de rift/ dépressions. Point topographique le plus bas sur les continents : le bassin de la
Mer Morte (-480m env.), lié à la subsidence extrême dans les bassins pull-apart. Epaules du
pull-apart de l’ordre du millier de mètres.
-Volcanisme intraplaque/ Bombement topographique en lien avec le panache sous-jacent (ex.
Afar).
-Plaines
2. Pétrographie de la lithosphère continentale
-Péridotite du manteau supérieur (présenter une péridotite en xénolithe d’une lave de la chaîne
des Puys par ex.)
-Les granitoïdes : nature, diversité (classification de Streickeisen, échantillons clefs). Les
granites sont des roches plutoniques riches en quartz, qui comportent plus de feldspath alcalin
que de plagioclase. La croûte continentale est composée de granitoïdes, c'est-à-dire de roches
plutoniques avec plus de 20% de quartz, indépendamment de la nature du ou des feldspaths
qu'on y trouve.
Présenter aussi un Gneiss, para- ou ortho-dérivé (i.e. soit dérivant d’une roche sédimentaire, soit
d’un granite, suite au métamorphisme)/ implications : le métamorphisme des roches
sédimentaires peut être à l’origine de croûte continentale, mais ce n’est pas le phénomène
majeur.

Échantillon macroscropique de granite de type PAG (Alcalin) : Quartz, Biotite, Amphibole
(http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/granite-granitoide.xml)
Echantillon macroscopique d’un Gneiss/ Notez la foliation
Classification de Streickeisen

Diversité des granites, reliée au contexte géodynamique de leur formation
-Diversité des granites selon le contexte géodynamique (classification de Barbarin…mais ne
pas s’étendre en détail, ce n’est pas la leçon ‘les granitoïdes’)
-les TTG- Tonalite-Trondhjemite-Granodiorite. Les ¾ des roches archéennes. Présenter au
moins un échantillon.

Echantillon de Tonalite : Roche plutonique Archéenne avec >20% Quartz, des plagioclases,
et des feldspath alcalins, quelques minéraux mafiques (hornblende, pyroxene, biotite)
-diversité des roches sédimentaires (biogènes, détritiques, carbonatées, matière organique,
évaporites)
-densité de la croûte– 2.7
-ressources minérales/métallifères
3. Ages des domaines continentaux
-Méthodes de datation radiochronologiques. Utilisation des couples isotopiques à longue demi-
vie (ex. U/Pb ; Sm/Nd…)/ Ne pas détailler les principes de datation ; expliquer seulement le
principe général (désintégration des éléments radioactifs est fonction du temps) et le choix des
couples d’isotopes à longue demi-vie.
Carte globale de l’âge de la croûte continentale/ lien avec les grands épisodes orogéniques
(http://www.lithosphere.info/TC1-2006.html)
-Plus vieilles roches continentales autour de 3.9 Ga (Craton Canadien(gneiss d’Acasta) et
Groënland, gneiss d’Isua); existence de Zircon de 4.4 Ga (Jack Hills, Australie) indiquant
l’existence de croûte continentale dès l’Hadéen.