Litho_et_astheno_RC

Enoncé : Lithosphère et asthénosphère :
Comparez ces deux entités structurales du globe terrestre : situation, composition, état physique…
Illustrez votre propos à l’aide d’un schéma.
1. Lithosphère et asthénosphère : deux entités révélés par les données sismiques.
Entre le Moho et 100 km environ, la vitesse des ondes sismiques reste constante. Puis entre 100 km et 250
km de profondeur, la vitesse diminue progressivement.
Entre 100 et 250 km de profondeur, le manteau supérieur présente des modifications des propriétés
physiques du manteau : la densité diminue. Cette zone correspond à l’asthénosphère.
Croûte terrestre 7 à 60 km Moho ↓
Lithosphère env. 100 km
Limite thermique ↓
Manteau
Asthénosphère 150 à 500 ( ?) km
Litho = croûte terrestre + qq 10 aines km de manteau
Asthéno = manteau
2. Composition de la lithosphère et de l’asthénosphère
a) Lithosphère : lithosphère océanique et lithosphère continentale
Croûte océanique :
sédiments, basaltes, gabbros, plagiocl, olivine, pyrox, ; composition homogène ; (O, Si, AL )= 75% ; AL, Fe, Mg 6
à 8% chacun.
Croûte continentale
- R métamorph. (gneiss 50%), R magmatiques plutonique (granite 40% )= socle = composition de granitoïdes
soit quartz + mica + feldspath
- R sédiment. (grès, argiles …) et R. magmat. volcaniques (rhyolite …) fin placage
-  la composition de la croûte continentale est liée à l’abondance relative des roches qui la constituent elle
est globalement de composition granitique

O, Si, Al sup à 80 %, K, Na et Ca plus abondant que ds la croûte océanique
Manteau = péridotite = 100 % olivine minérale ferromagnésien.
b) Asthénosphère : = 100 % manteau donc péridotite
Il ressort de cela que la litho (océanique et continentale) a une composition hétérogène alors que l’asthénosphère
a une composition homogène
3. Propriétés physiques de la lithosphère et de l’asthénosphère.
Le graphe issu des études expérimentales sur la péridotite montre l’évolution de la T° du manteau
(géotherme) et la courbe de fusion (solidus) de la péridotite en fonction de la profondeur. Cf exercice
Géotherme : On constate que la T° de la péridotite augmente avec la profondeur : entre 150 et 300 km de
profondeur, le géotherme est proche du solidus ; ce qui montre que la péridotite est presque fondue mais tjs solide
.
Calcul du rapport R (température de la roche/température de fusion)
R = tr / tf
Tr= température de la roche et Tf = température de fusion
A une profondeur inférieure à 100km R < 0,5 cela signifie que la roche a un comportement cassant. C’est le domaine
de la lithosphère.
A une profondeur comprise entre 100 km et 250 km 0,5 < R < 1 ce qui signifie que la roche a un comportement
ductile. C’est le domaine de l’asthénosphère.
En résumé nous pouvons dire que l’asthénosphère est comprise entre 100 et 250 km ; c’est une zone où le manteau
est ductile (moins rigide) et où la vitesse des ondes sismiques diminue. La décélération des ondes sismiques
s’explique ici par l’état des roches de l’asthénosphère proche de la température de fusion.
Donc le manteau est constitué :
de péridotites rigides parce que froides donc cassantes pour la lithosphère,
de péridotites moins rigides parce que chaudes donc non cassables mais déformables pour l’asthénosphère .