Polynésie remplacement, 2015, voie S
L'étude des altitudes moyennes à la surface de la Terre montre que deux niveaux d'altitudes sont nettement majoritaires. Le premier, situé vers +100 m, correspond à l'altitude la plus fréquente des continents ; le second, situé vers -4700 m, correspond à la profondeur la plus fréquente des océans.
Ce constat suggère que la croûte continentale présente des caractéristiques différentes de celles de la croûte océanique.
Présenter dans un premier temps les caractéristiques de la croûte continentale au niveau d'une chaîne de montagnes de collision (relief positif).
Dans un second temps, expliquer les différences d'altitude moyenne entre les continents et les océans en présentant les caractéristiques de la croûte continentale comparées à celles de la croûte océanique.
L'exposé doit être structuré avec une introduction et une conclusion. L'origine et les mécanismes de formation de la croûte continentale ne sont pas attendus.
Qu'est-ce que le Moho ?
Comment peut-on définir l'isostasie ?
Quelles sont les roches majoritaires de la croûte continentale ?
Quels sont les phénomènes tectoniques associés à la compression ?
Quelles sont les roches composant la croûte océanique ?
Quelle est la caractéristique de la densité de la croûte continentale par rapport aux autres structures de la planète ?
L'étude de la planète Terre permet de mettre en évidence des altitudes très variées. De manière empirique, il a été mis en évidence 2 niveaux d'altitudes majoritaires sur notre planète. La première située vers +100 m qui correspond aux continents et la seconde correspondant à -4700 m de profondeur la plus fréquente des océans. Cette observation a permis de conclure à la présence de 2 croûtes distinctes que sont la croûte continentale et la croûte océanique. Elles possèdent des caractéristiques différentes.
Quelles sont les caractéristiques de la croûte continentale et de la croûte océanique qui pourraient induire une différence d'altitude entre les continents et les océans ?
Notre étude se portera tout d'abord sur les caractéristiques de la croûte continentale et de ses reliefs, puis sur la comparaison de la croûte continentale et de la croûte océanique afin d'expliquer les différences d'altitudes.
Les caractéristiques de la croûte continentale
La croûte continentale correspond à la partie supérieure de la lithosphère. Elle est séparée du manteau supérieur par le Moho ou discontinuité de Mohorovicic, qui est une discontinuité chimique. Elle est formée de roches magmatiques et métamorphiques, on y retrouve du granite, du gneiss, des migmatites, mais aussi des roches sédimentaires présentes en surface.
Observation microscopique d'une lame mince de granite
Summerdragoness via Wikimedia Commons
Le granite est une roche magmatique plutonique. Elle est essentiellement composée de feldspaths (plagioclase et orthose), quartz, et mica noir (ou biotite) et parfois par des amphiboles. La croûte continentale a de ce fait une densité moyenne de 2,7.
La croûte continentale a une épaisseur moyenne de 30 km au niveau des plaines mais cette épaisseur peut atteindre plus de 70 km d'épaisseur au niveau des chaînes de montagne. De ce fait le Moho, qui est la discontinuité qui sépare la croûte du manteau supérieur, va avoir une profondeur qui varie en fonction de la zone d'étude. Au niveau des chaînes de montagnes, le Moho sera bien plus profond car on y retrouve la racine crustale. Il est possible d'expliquer l'épaississement crustal par des phénomènes de compression. Cette compression est à l'origine des plis, des failles inverses, des chevauchements et des nappes de charriage.
Schématisation des phénomènes associés à la compression
On peut également expliquer l'épaississement crustal par l'isostasie. Celle-ci est basée sur le principe de la compensation du relief. Un excès de masse en surface (relief) sera compensé par un déficit de masse en profondeur (une racine crustale, moins dense). De ce fait, la croûte continentale au niveau des reliefs est composée, en plus des structures induites par la compression, par la croûte continentale en profondeur qui vient compenser l'excès de masse présent au-dessus.
Illustration de l'isostasie
La comparaison de la croûte continentale et de la croûte océanique
La croûte continentale a une densité moyenne de l'ordre de 2,7 avec une épaisseur comprise en 30 et 70 km, elle est composée de granite, roche grenue, de gneiss et de migmatites. La croûte océanique quant à elle, a une densité moyenne de 2,9 avec une épaisseur comprise entre 6 et 7 km. Elle est composée de basalte et gabbro issus du même magma. Ces deux roches ont la même composition chimique mais un refroidissement différent, elles ont donc une structure différente. En associant le phénomène d'isostasie aux caractéristiques des deux croûtes, il est possible de comprendre cette différence d'altitude.
De manière générale, la croûte est la partie supérieure de notre planète et elle est limitée par le Moho. Associée à la partie supérieure du manteau supérieur, elle forme la lithosphère qui peut être soit océanique, soit continentale. D'après le modèle d'Airy, chacune des deux lithosphères "flotte" sur le manteau supérieur, c'est-à-dire qu'il existe une zone à une certaine profondeur nommée surface de compensation où la lithosphère est en équilibre isostatique. De ce fait, un excès de masse en surface formé par le relief sera compensé par un déficit de masse en profondeur, la racine crustale.
Nous venons de mettre en évidence que la croûte continentale a une densité inférieure à celle de la croûte océanique. Elle est aussi environ quatre fois plus épaisse. Ces deux caractéristiques expliquent, dans le cadre de la théorie de l'isostasie, la différence d'altitude entre continents et océans.