Fiche de révision thème 1-B-1

1. La croûte continentale
La structure de la croûte continentale, comme celle de la croûte océanique, est
connue à la fois par les échantillons prélevés en surface ou lors d’un forage et par
des études géophysiques, notamment à l’aide de la sismique-réflexion : les
roches appartenant à la croûte supérieure sont mieux connues que les autres car
elles sont plus accessibles.
La croûte continentale est constituée de roches sédimentaires, métamorphisées
ou non, de roches volcaniques épanchées en surface et de roches plutoniques
cristallisées à quelques kilomètres ou quelques dizaines de kilomètres de
profondeur, le plus souvent sous forme de granites.
 Les roches sédimentaires sont les roches les plus représentées à la surface de
la croûte terrestre (75 % de la surface est recouverte par des roches
sédimentaires). Elles sont formées à la surface de la Terre par sédimentation
de particules d’origines diverses : les roches sédimentaires affleurent au
niveau des bassins sédimentaires et ne représentent qu’un placage de 2 à 3
km à comparer aux 30 km d’épaisseur sous-jacents.
 Les roches plutoniques (essentiellement le granite) dérivent de la
solidification d’un magma, matériau fluide à haute température (1200 °C).
L’observation microscopique d’une lame mince de granite permet d’observer
sa structure grenue : cette structure est acquise par un refroidissement lent
du magma qui cristallise à quelques kilomètres de profondeur. Un granite est
une roche riche en silice : les minéraux formant ce type de roche sont
essentiellement des feldspaths et du quartz mais également des minéraux tels
que les micas.
En France, les roches plutoniques et les roches plutoniques affleurent
essentiellement dans les Massifs armoricain et central ainsi que dans les Alpes et
les Pyrénées.
 Les roches métamorphiques ont pour origine la transformation à l’état
solide d’une roche préexistante du fait de l’élévation de température et/ou
de pression. Leur nature dépend donc de la roche d’origine soit sédimentaire
soit magmatique : ce sont des roches très déformées et présentant des
minéraux orientés en feuillet qui traduisent les contraintes subies.
Les études sismiques ont montré que la croûte était, au niveau des zones
continentales stables, faite de deux ensembles superposés : une croûte
supérieure rigide et une croûte inférieure ductile.
La croûte continentale supérieure, épaisse d’une quinzaine de kilomètres, est
constituée de roches très diversifiées : il en résulte une densité moyenne
relativement faible (2,7) et des vitesses sismiques qui varient entre 4 et 6 km.s-1.
Celle-ci présente de nombreux accidents tectoniques : failles inverses, plis,
nappes de charriage qui témoignent d’une tectonique compressive. Ce
raccourcissement et cet épaississement sont à l’origine de changement de
pression et de température expliquant le métamorphisme que l’on observe
plutôt dans la croûte inférieure.
La croûte continentale inférieure, épaisse d’une quinzaine de kilomètres, est
d’accès plus difficile. Elle est constituée en partie des mêmes roches que la
croûte supérieure, mais qui ont connues un métamorphisme beaucoup plus
intense en raison des fortes températures et pressions pouvant aller parfois
jusqu’à la fusion partielle (anatexie). De ces fusions partielles et de ce
métamorphisme fort résultent une densité élevée (2,9) et une vitesse sismique
relativement grande (entre 6,5 et 7,5 km.s-1).
La croûte continentale (épaisseur moyenne 30 km) est donc principalement
formée de roches uniquement proches du granite, d’une épaisseur plus grande et
d’une densité plus faible que la croûte océanique (épaisseur moyenne 7 km). Elle
joue le rôle d’un « flotteur » pour la lithosphère, de sorte que son enfoncement
dans l’asthénosphère est très difficile, voire impossible. La lithosphère
continentale s’accumule en surface au fur et à mesure de sa formation.
2. Les mouvements verticaux de la lithosphère : l’isostasie
La gravité est quasiment la même quel que soit l’endroit où on la mesure à la
surface de la Terre malgré des reliefs variés. Pour rendre compte d’une gravité
constante à la surface du globe, on peut supposer l’existence d’une « surface de
compensation » du relief en profondeur. Il faut donc que les différences dans la
répartition superficielle des masses soient compensées d’une manière ou d’une
autre : cela implique qu’un excès en surface soit compensé en profondeur.
Par rapport à un continent d’altitude zéro, où la croûte est épaisse de 30 km, les
régions montagneuses sont des lieux où la croûte est épaissie : on parle de racine
crustale, celle-ci sert de « flotteur » à la montagne située au-dessus.
L’isostasie est un donc modèle qui propose qu’un équilibre dit isostasique est
réalisé entre la lithosphère continentale, rigide, et l’asthénosphère, plus dense
et plus déformable : la lithosphère « flotte » sur l’asthénosphère mais des
modifications de cet équilibre sont à l’origine de mouvements verticaux de la
lithosphère tels que ceux enregistrés en Scandinavie. En effet, l’équilibre est
rompu lorsqu’une surcharge se met en place (une calotte glaciaire par exemple)
ou disparaît (fonte de la calotte glaciaire).
Tout se passe comme si l’excès de masse représentée par une chaîne de
montagne par exemple était compensé en profondeur par un déficit de masse.
(En fait un déficit de densité)
Fiche de révision thème 1-B-1 : Les caractéristiques du domaine continental

3. La détermination de l’âge de la croûte
Le rubidium 87 se désintègre en strontium 87 (radioactivité bêta) avec une période
de 4,88.109 ans, il est donc idéal pour dater les roches de la croûte continentale.
La quantité d’isotope initial 87Rb (P0) dans un minéral est inconnue ainsi que la
quantité de 87Sr (F0) piégée dans un minéral au moment de la formation de la roche.
On ne peut donc utiliser aucune des équations précédentes….
Mais ….
Les minéraux des roches magmatiques incorporent aussi au moment de leur
formation du 86Sr qui reste stable au cours du temps.
Or le rapport initial 87Sr/86Sr est exactement le même dans tous les minéraux ayant
incorporé du strontium quel que soit l’âge de la roche (86Srt = 86Srt0), en revanche
la quantité de 87Rb incorporée est variable d’un minéral à l’autre.
Ainsi on peut écrire:
 l 
On remarque que la formule précédente est en fait l’équation d’une droite :
Equation de la droite:
 l 
Y = b + X a
Ainsi en mesurant les rapports isotopiques 87Rb/86Sr et 87Sr/86Sr de plusieurs
minéraux d’une même roche, on peut déterminer graphiquement l’âge de
cristallisation de ces minéraux.
La droite dite isochrone que l’on peut tracer en joignant les points représentatifs
de ces minéraux dans un diagramme 87Sr/86Sr = f (87Rb/86Sr) a comme coefficient
directeur :
a que l’on détermine graphiquement (calcul de la pente) il est = elt -1
D’où t (années) 
l avec l = 1.42. 10-11
A la fin de ce chapitre, vous devez :
Oui
Non
Connaître les différentes roches constituants la croûte
continentale et expliquer leur origine
Savoir définir ce qu’est le métamorphisme et expliquer l’origine de
la schistosité/ foliation
Savoir replacer les roches métamorphiques dans le diagramme
Pression/Température (cf. TP 12)
Savoir expliquer pourquoi on trouve du métamorphisme dans une
chaîne de montagne
Connaitre les indices tectoniques d’une compression
Expliquer ce qu’est une nappe de charriage et savoir la
schématiser
Expliquer ce qu’est l’isostasie et pourquoi elle entraîne des
mouvements verticaux (ex. Scandinavie ou Canada)
Être capable de déterminer l’âge d’une roche en utilisant la
méthode Rb/Sr

EXO1 : QUESTIONS A CHOIX MULTIPLE
Q1 : La lithosphère océanique est en équilibre sur :
a. le manteau lithosphérique ;
b. le manteau asthénosphérique ;
c. le noyau externe ;
d. le noyau interne.
Q2 : Les différences d’altitude entre continents et océans s’expliquent
par :
a. par des différences lithosphériques ;
b. par des différences asthénosphériques ;
c. par des différences crustales ;
d. par des différences mantelliques.
Q3 : La croûte continentale est :
a. d’une épaisseur plus petite et de densité plus élevée que la croûte
océanique ;
b. d’une épaisseur plus grande et de densité plus élevée que la croûte
océanique ;
c. d’une épaisseur plus petite et de densité moins élevée que la croûte
océanique ;
d. d’une épaisseur plus grande et de densité moins élevée que la croûte
océanique ;
Q4 : La croûte continentale est formée :
a. uniquement de roches granitiques ;
b. majoritairement de roches sédimentaires ;
c. majoritairement de roches granitiques ;
d. uniquement de roches sédimentaires.
Q5 : Selon le principe d’isostasie, l’érosion d’un volume important de
roches à la surface d’un continent entraîne :
a. une remontée de la croûte continentale ;
b. une remontée de la lithosphère continentale ;
c. une descente de la croûte continentale ;
d. une descente de la lithosphère continentale.
EXO2 : RESTITUTION DE CONNAISSANCES
Il y a 15 000 ans, la Scandinavie était recouverte d’une calotte glaciaire qui
a entièrement fondu entre – 12 000 et – 8 000 ans. Les géologues ont pu
mettre en évidence des plages fossiles vieilles de 12 000 ans à 400m au-
dessus du niveau actuel de la mer.
Q : A l’aide d’un texte court illustré de quelques schémas, expliquez le
processus qui a entrainé la présence d’une plage fossile 400m au-dessus
du niveau de la mer en Scandinavie.
EXO3 : L’ÂGE DES GRANITES DE MEYMAC ET D’USSEL
Le granite de Meymac appartient à un ensemble de trois granites du
plateau corrézien. Avec le granite d’Ussel, il forme un ensemble coincé
entre le sillon houiller à l’Est, le massif de Millevaches au Nord et à
l’Ouest, les formations de la Dordogne au Sud.
Q : Déterminez l’âge approximatif de ces deux granites pour en déduire
l’ordre de leur mise en place.

EXO4 : LES GRANDES CARACTERISTIQUES DE LA CROÛTE CONTINENTALE
Q : A partir de l’étude des documents proposés complétée par les
connaissances, identifiez les grandes caractéristiques qui distinguent la
croûte continentale de la croûte océanique.