cours de géologie généraleTOD - Figure B

Cours de géologie générale Docteur Déthié SARR
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Chapitre 1. - Structure du globe
1. - Naissance l’univers
1.1. - la théorie de l’état stationnaire
Cette théorie a depuis longtemps été soutenue par la communauté scientifique et des
penseurs de l’époque. Selon cette théorie, l’Univers n’avait pas de commencement. Il est
donc constitué d’un ensemble d’éléments qui existaient depuis longtemps et
continueraient toujours à exister. Cette théorie fut la base de la philosophie matérialiste
plus connue sous l’appellation du matérialisme dialectique de Karl Max. ainsi, selon les
défenseurs de cette théorie, la matière était infinie et l’existence de créateur n’était qu’une
idée sans fondement scientifique. Donc à leur vision, l’univers était stationnaire c’est-à-
dire que sa dimension était fixe.
1.1. - d’où vient l’univers
Cependant, au milieu de pensées stationnaires, Einstein, par des calculs de physique
théorique, avait déduit que l’Univers ne pouvait pas être stationnaire mais mis sa
découverte de coté pour ne pas s’opposer au modèle de l’Univers statique de son époque.
A la fin de sa carrière, il déclare que cela est la plus grande erreur de recherche qu’il a
commise.
Vers le 20
ème
siècle, un autre courant de pensées soutient la théorie du Big-Bang. Les
bases de confirmation de cette théorie ont été mises sur place par un astronome américain
Edwin Hubble qui avait remarqué que les étoiles s’éloigner de nous et qu’elles
s’éloignaient les unes des autres. Ce qui défend alors un Univers en expansions. Cela
voulait aussi dire que l’Univers formait au départ une masse unique. Selon la théorie du
Big-bang, l’univers serait né d’une grande explosion d’une boule sphérique.
Fig. 1. - Constitution de l’univers après les premières secondes de l’explosion

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A la première seconde de l’explosion, on ne sait pas trop ce qui s’est passé. Cependant,
l’espace était formé de protons, de neutrons, d’électrons, de photons et de neutrinos. Ces
particules sont très fortement agitées vu les températures extrêmes de leurs milieux. Des
noyaux de deutérium se forment et se déstabilisent aussitôt. Au bout de la première
seconde, les températures tombent aux environs du milliard de degrés ce qui rend stable
les éléments à 2, 3 et 4 nucléons mais aussi le lithium. C’est la nucléosynthèse
primordiale. Après cette phase de formation des atomes, on entre alors dans une phase de
formation des molécules. Cette phase est caractérisée par la mise sur place de molécule
de dihydrogène. La crise sera atteinte très tôt vu la stabilité de cette molécule. Cette
période est alors marquée par le rayonnement fossile.
Après un long processus d’explosion et de collision (sous l’effet de la gravitation) entre
éléments résultant de l’explosion se sont différenciées les galaxies (Constituants de
l’Univers) dont la nôtre est la voie lactée.
Une galaxie est constituée d’un ensemble d’étoile, de gaz et de poussière.
Les étoiles consomment en permanence les éléments chimiques et c’est cela qui assure la
pérennité de leur brillance.
Chaque galaxie est constituée d’un ensemble de système. Notre système, le système
solaire, est né il y a environ 4,5 milliards d’années. Il est composé de neuf planètes et de
leurs satellites en plus des comètes, des astéroïdes et d’autres corps de natures variables.
Ces planètes subissent des mouvements de révolution autour du soleil mais aussi de
rotation autour d’elles-mêmes.
1.2. - Naissance de la terre
Après l’explosion, on note un amas de poussière et de gaz appelé Nébuleuse protosolaire.
Cette nébuleuse est soumise à une force gravitationnelle à deux composantes : une
composante centrifuge et une composante centripète. Cela conduit à une association entre
particules qui forment les atomes aboutissant ainsi à la formation du disque protosolaire.
Ce disque protosolaire est soumis à des mouvements de rotation à vitesses croissantes.
Cette augmentation de la vitesse entraîne des fusions entre particules qui évoluent ainsi
en planètisimaux. Ces planètisimaux fusionnent aussi entre eux pour donner des
protoplanètes puis des planètes. Au tout début de leur formation, ces planètes sont
chaudes, quasi-liquides et riches en gaz. Par la suite, elles se solidifient par
refroidissement et évaporation d’eau. On note aussi un dégazage (évaporation des gaz).
Ces gaz dégagés seront à l’origine de la formation des différentes couches de
l’atmosphère : c’est la naissance de la terre.

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Fig. 2. - formation de la planète terre
2. - les ondes sismiques et la connaissance de la terre
2.1. - les différents types d’ondes
Suivant leur mode de propagation par rapport aux particules du globe, on distingue les
ondes P, les ondes S et les ondes L.
2.1.1. - les ondes P
Ces ondes sont communément appelées ondes de compression ou ondes primaires. Elles
se propagent dans tous les milieux. Leurs mouvements sont rapides et se font
parallèlement à la direction de propagation des particules. Ce sont des ondes de volume.
Fig. 3. – modèle des ondes P (Chambat (2004))

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2.1.2. - les ondes S
On les appelle aussi ondes secondaires. Ce sont des ondes de cisaillement. Leur
propagation se fait perpendiculairement à la direction de déplacement des particules. Ce
sont également des ondes de volume.
Fig. 4. - Modèle des ondes S (Chambat (2004))
2.1.3. - les ondes de surface
Ce sont les ondes de surface. Elles se subdivisent en ondes Q dont le comportement est
similaire au comportement des ondes S, et en ondes R elliptiques.
Fig. 5. - Modèle des ondes L (Chambat (2004))
2.2. - enregistrement des ondes sismiques
Le sismographe fonctionne comme un pendule présentant une forte inertie reliée à un
support solidaire au sol et à ses mouvements. Lors du passage du train d’onde, le support
se déplace tandis que le pendule tend à rester immobile du fait de son inertie. Le
mouvement relatif du pendule par rapport au support est amplifié puis enregistré à l’aide
d’un stylet marquant les mouvements sur un cylindre enregistreur.

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Fig. 6. - Sismogramme et son principe (Tavernier (1988))
3. comment la température et la pression permettent-elle de connaître le globe ?
Ces deux paramètres constituent des éléments fondamentaux dans la connaissance du
globe terrestre.
3.1. - la température :
Ce paramètre renvoie à deux notions fondamentales à savoir le degrès géothermique et le
gradient géothermique.
- Le degrès géothermique évalue la variation de la température en fonction de la
profondeur. Cela permet de définir les notions de géothermes. On appelle géothermes des
lignes d’égale température dans le globe terrestre. La configuration des géothermes varie
en fonction des sites géodynamiques (zones de convergence ou de divergence de plaque)
mais aussi dans le temps.