Ce qu`il faut savoir... L`étude de la vitesse de propagation des

La tectonique des plaques : l’histoire d’un modèle
Les rappels de collège : pages 106/107
Jusqu’au début du XXe siècle, les géologues attribuent au continent une position fixe et immuable.
Mais en 1912, Alfred Wegener remet cette vision en cause : ce scientifique suggère pour la première fois un
déplacement horizontal des continents à la surface de la Terre.
Dans quel contexte scientifique est née l’idée de la dérive des continents ?
I. La naissance de l’idée de la dérive des continents
A l’époque de Wegener, la théorie prédominante pour expliquer le relief de la Terre était celle de la « pomme
ridée ». En se refroidissant, la Terre se serait contractée comme une vieille pomme, et on aurait ainsi obtenu
les chaînes de montagnes, les fossés, etc.
Au début du XXe siècle, A. Wegener met en relation plusieurs observations :
- la répartition bimodale des altitudes (continents/océans) à la surface de la Terre suggère un contraste
océan-continent : les continents seraient faits d’un matériau léger (« SIAL », les composants essentiels des
roches étant le Silicium et l’Aluminium) et le fond des océans d'un matériau dense (« SIMA » Silicium et
Magnésium) (document 1b page 110)
- les tracés des côtes de l'Afrique et de l'Amérique du Sud sont complémentaires. (Doc 1a page 110)
- la similarité́ sur ces deux continents de fossiles et de vestiges d'une calotte glaciaire âgée de plus de 200
millions d'années. (Doc 2 page 111)
Ces arguments conduisent A. Wegener à proposer que des continents, aujourd'hui séparés par des océans,
étaient jadis regroupés en un super continent qui s'est fracturé, individualisant des blocs continentaux ayant
dérivés jusqu'à leur position actuelle : c'est la théorie de la dérive des continents.
Ces idées se heurtent au constat d’un état solide de la quasi-totalité du globe terrestre établi, à la même
époque, par les études sismiques. L’idée de mobilité horizontale est rejetée par l’ensemble de la communauté
scientifique. (Doc 3 page 111)
Auto évaluation : https://www.education-et-
numerique.fr/0.3/activity/embed.html?id=546afc153361eb3a37705734
II. Deux types de croûtes terrestres définies et différenciées par la sismologie la pétrographique
Les études sismiques permettent de préciser la structure interne de la terre : il existe en profondeur des
couches qui n'ont ni les mêmes densités ni les mêmes propriétés physiques.
On définit au sein du globe plusieurs enveloppes concentriques dont la plus externe, la croûte est très peu
épaisse par rapport au reste de la Terre. Elle est séparée du manteau sur lequel elle repose, par une
discontinuité́ : le Moho.
Ces études sismiques, complétées par des études pétrographiques, permettent de caractériser et de limiter
deux grands types de croûte terrestre :
1. Etudes sismiques
Rappels : Ondes P et S : https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=eO6jvZteHBg
Principe d’utilisation des temps d’arrivée des ondes pour mettre en évidence les discontinuités : (docs pages
112/113)
Ce qu'il faut savoir...
L'étude de la vitesse de propagation des ondes sismiques en profondeur, fournit des
informations sur la structure des plaques qui découpent la surface du globe.
La vitesse des ondes sismiques diminue lorsque la rigidité du milieu traversé diminue. Une
variation brutale de la vitesse de propagation des ondes témoigne donc d'un changement de
rigidité des roches.
Animation 1 : http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=geo-0031-1
Animation 2 : http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=geo-0031-1
- une croûte continentale constituée majoritairement de granites, et épaisse en moyenne de 30 km
- une croûte océanique constituée essentiellement de basaltes et de gabbros, et épaisse de 7 km.

La croûte continentale ou océanique repose sur le manteau plus dense constitué de péridotites.
Structure terre : http://svt-lnbt.fr/pages/doc_premiere_S/structure-terre.swf
La partie externe de la Terre est formée de plaques lithosphériques (lithos=roche) rigides
reposant sur l’asthénosphère (asthéno=faible), qui l’est moins. La lithosphère est composée de la
croûte terrestre et de la partie rigide du manteau supérieur. L’asthénosphère correspond à une
zone de ralentissement des ondes sismiques (Low Velocity Zone).
Exercice 6 page 128
2. Etudes pétrographiques (étude des roches)
Voir le microscope polarisant virtuel : http://www.etab.ac-caen.fr/discip/geologie/Micropol/index.html
a) Etude de la lithosphère continentale (= Croûte + manteau lithosphérique)
La croûte continentale est composée essentiellement de roches magmatiques et métamorphiques (mis à part
une mince pellicule de roches sédimentaires à la surface) (doc 1/3 page 114/115 ; 3 page 117)
Composition
globale
Nature
Minéraux
Densité
Epaisseur
Granite
Roche magmatique plutonique (=
refroidissement lent, en profondeur
d’un magma)
Quartz,
feldspath,
mica
2 ,7
30 Km
en moyenne.
On observe des
épaississements
sous les reliefs !
TS)
+ Roches
métamorphiques
(exemple Gneiss)
Roche modifiée, à l’état solide, par
modification des conditions de Pression
et/ou T°
+ Roches
sédimentaires
(exemple :
calcaire)
Roches constituées de l’accumulation puis
de la consolidation de débris d’origine
minérale ou organique
Donc globalement la croûte continentale est de composition granitique.
C’est une roche magmatique, plutonique à texture grenue ce qui implique un refroidissement lent en
profondeur du magma qui lui a donné naissance.
C’est une roche composée essentiellement de Quartz, de Feldspaths (orthose le plus souvent), et de micas
(biotite ou muscovite ).
C’est une roche globalement riche en Silice (Si, Al) et en éléments alcalins (K, Na) et pauvre en éléments
ferromagnésiens (Fe, Mg)
b) Etude de la lithosphère océanique (= croûte océanique + manteau lithosphérique)
La croûte océanique est composée essentiellement de roches magmatiques ( mis à part une mince pellicule
de roches sédimentaires à la surface ) (doc2/3 page 114/115 ; 3 page 117)
Composition
globale
Nature
Minéraux
Densité
Epaisseur
Basalte
Roche magmatique, volcanique (=
refroidissement rapide, en surface d’un
magma)
Pyroxène,
olivine,
feldspath
3
7 Km
en moyenne.
Gabbro
Roche magmatique plutonique (=
refroidissement lent, en profondeur
d’un magma)
Péridotites
Roche magmatique plutonique (=
refroidissement lent, en profondeur
d’un magma)
Olivine,
pyroxène
Donc la composition globale est celle des gabbros : c’est une roche magmatique plutonique à texture
grenue, elle est surmontée des basaltes, de même composition mais de texture microlithique ce qui
implique un refroidissement rapide en surface du magma qui lui a donné naissance.
C’est une roche composée de : pyroxènes, Olivine et feldspath (plagioclase)
C’est une roche globalement pauvre en Silice et en éléments alcalins ( K, Na ) et riche en éléments
ferromagnésiens (Fe, Mg)

C’est le même magma qui est à l’origine des basaltes et du gabbro mais que ce magma a subi des
conditions de refroidissement différentes.
c) Etude du manteau lithosphérique
Le manteau lithosphérique est composé de péridotites
Composition
globale
Nature
Minéraux
Densité
Epaisseur
péridotites
Roche magmatique plutonique (=
refroidissement lent, en profondeur
d’un magma)
Pyroxène,
olivine,
3, 3
+/- 100 Km
en moyenne.
Gabbro
Péridotites
Roche magmatique plutonique (=
refroidissement lent, en profondeur
d’un magma)
Olivine,
pyroxène
Le manteau lithosphérique est composé de péridotite, c’est une couche rigide, solidaire de la croûte et dont la
limite supérieure est le Moho.
La lithosphère repose sur une couche du manteau composée elle aussi de péridotite mais de comportement
plus déformable, « ductile ».
Un bilan : http://namazu.unice.fr/docs/res_peda/101005_205916/lithosphere.pdf
Autoévaluation : https://www.education-et-
numerique.fr/0.3/activity/embed.html?id=546afc043361eb3a37705733
Bilan (à apprendre pages 120/121)
Lexique
Asthénosphère : partie du manteau supérieur de comportement ductile, sur lequel repose la lithosphère
Basalte : roche magmatique volcanique partie supérieure de la croûte océanique
Croûte : partie superficielle et solide de la terre. La croûte est séparée du manteau lithosphérique sous-jacent
par la discontinuité́ du Moho.
Croûte continentale : croûte qui constitue les continents. Elle est composée de roches diverses dont le
granite.
Croûte océanique : croûte qui constitue le plancher océanique. Elle est constituée pour l'essentiel de basaltes
et de gabbros.
Gabbro : roche magmatique plutonique caractéristique de la croûte océanique
Granite : roche magmatique plutonique caractéristique de la croûte continentale
Lithosphère : partie superficielle et rigide de la planète constituée de la croûte (continentale ou océanique) et
du manteau lithosphérique
Manteau : enveloppe intermédiaire entre la croûte et le noyau terrestre. Le manteau, entièrement solide, est
constitué de péridotites.
Mobilité horizontale des continents : déplacement latéral (ou dérive) des continents à la surface de la terre.
Moho : discontinuité entre la croûte et le manteau lithosphérique.
Péridotite : roche magmatique plutonique caractéristique du manteau
Roche magmatique : roche formée par refroidissement d’un magma (roche fondue)
! Refroidissement lent, en profondeur = roche plutonique
! Refroidissement rapide, en surface = roche volcanique
Texture grenue : roche entièrement cristallisée, avec des minéraux jointifs, témoignant d’un refroidissement
lent. (! roches plutoniques)
Texture microlithique : roche non entièrement cristallisée = minéraux cristallisés + verre, témoignant d’un
refroidissement rapide.