Science vie terre

Science vie terre

accretion formation progressive d’un corps celeste par agglomeration d’elements (poussieres, etc. ) sous l’effet de la gravite. Les elements formes sont de plus en plus gros et de plus en plus attractifs. La Terre, comme les autres planetes du systeme solaire (et les asteroides devenant parfois des meteorites), s’est formee il y a 4,6 milliards d’annees suivant ce processus, a partir d’une nebuleuse. (JPG) achondrites meteorites differenciees riches en : olivine et pyroxene et plagioclases comme dans les basaltes et gabbros, temoignant de la fusion des roches superficielles formant des laves en surface du corps parent avant fragmentation ; – pyroxene et olivine pour d’autres, correspondant aux peridotites du manteau terrestre. (JPG) achondrite actualisme theorie postulant que les lois regissant les phenomenes geologiques actuels etaient egalement valables dans le passe (principe des causes actuelles et des causes anciennes). affleurement partie d’un terrain visible a la surface de la Terre.

Par exemple une falaise sur le littoral, une carriere creusee par l’homme, ou encore une tranchee sur le bord de la route… Falaise de Boulogne-sur-mer : anticlinal de la Creche (JPG) Plage de Boulogne sur mer : anticlinal de la Creche. amphibole mineral reconnaissable en LP par ses teintes brunes (pleochroisme du brun

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clair a fonce) et ses clivages caracteristiques a 120°. On le trouve dans les roches magmatiques, le basalte notamment pour le type decrit : hornblende brune. (JPG) lame mince en LP a clivage a 124° steroides objets celestes formes de roches, plus petits qu’une planete et de forme quelconque, gravitant normalement autour du soleil sur une orbite situee entre celles de Mars et de Jupiter. Ils quittent parfois leurs orbites et peuvent alors se consumer (dans notre atmosphere on parle d’etoile filante) ou tomber au sol (on parle alors de meteorite). asthenosphere partie du manteau (donc constituee de peridotites) moins rigide parce que chaude donc non cassable mais deformable. La lithosphere, rigide, cassante, se deplace sur cette enveloppe. asalte roche magmatique eruptive de structure microlitique (l’echantillon est noir, avec peu de mineraux visibles a l’’ il nu) qui se forme a l’axe de la dorsale (au niveau du rift). Le magma, lors de sa remontee depuis la chambre magmatique jusqu’en surface, voit se former des cristaux dans la chambre magmatique (1) puis des microlites au cours de l’ascension (2) et enfin la roche se solidifie brutalement au contact de l’eau (3), on parle de phenomene de trempe. Les principaux mineraux sont l’olivine, le pyroxene et les plagioclases (comme dans le gabbro). JPG) la roche (B Benard) lame mince observee en LPA (H. Chalumeau) (JPG) lame mince observee en LPA ( H. Chalumeau) biotite mineral appele aussi micas noir se presentant sous forme de cristaux noirs et brillants dans la roche observee a l’oeil nu. En lame mince, ce mineral forme des « lames de parquet » brunes caracteristiques (en LP), a clivages paralleles. (JPG) lame mince : biotite a clivage parallele chondrites elles representent 85 % des meteorites, sont riches en silicates (olivine, pyroxene… ) et en fer (comme le noyau).

Il s’agit de meteorites indifferenciees (les composants sont « melanges ») qui temoignent de la composition globale de la Terre. Les chondres (elements arrondis) qui les composent temoignent de la formation de tous les corps celestes par accretion (1° etape de formation). (JPG) chondrite clivage plans paralleles (lignes au microscope) de « fragilite » d’un mineral. Tres utiles pour reconnaitre les mineraux et par exemple differencier les pyroxenes des amphiboles qui possedent tous deux 2 types de lignes : a 87° pour les premiers contre 124° pour les amphiboles. JPG) lame mince : biotite a clivage parallele (JPG) lame mince en LP a clivage a 124° croute partie superieure du globe, accessible a l’echantillonnage a partir d’affleurements terrestres ou oceaniques : – sur les continents son epaisseur moyenne est de 30 km (jusqu’a 70 km sous les montagnes) et les roches majoritaires sont les roches metamorphiques (gneiss), le granite et enfin les roches sedimentaires. – au niveau des oceans, on trouve de haut en bas une succession de roches (appelee ophiolite : voir TS) : basaltes, gabbros, peridotites a olivine.

Des roches sedimentaires recouvrent (sauf au niveau du rift) cette serie. L’epaisseur est beaucoup plus faible : 5 km environ (soit 10 km sous le niveau de la mer). Cette enveloppe est limitee, dans sa partie inferieure, par le Moho. densite quotient de la masse volumique d’un corps sur la masse du meme volume d’un fluide de reference (eau en general = 1). Masse volumique = quotient de la masse d’un corps sur son volume. On peut determiner la masse volumique d’un echantillon en le plongeant dans l’eau et en mesurant l’augmentation du volume d’eau. ifferenciation processus par lequel les planetes du systeme solaire ont acquis une structure en couches concentriques par migration des elements les plus denses vers le centre, formant le noyau ; solidification des elements legers : silicates formant les croutes et le manteau peridotitique et enfin degazage des elements legers formant l’atmosphere. discontinuite surface entre deux milieux de proprietes differentes. Les enveloppes terrestres sont separees par des limites physiques et / ou chimiques. – Ex 1 : la lithosphere se distingue de l’asthenosphere sous-jacente par un comportement rigide (propriete physique). Ex 2 : La limite croute / manteau ou Moho correspond a un changement de composition chimique des roches : basalte / gabbro ou granite / gneiss pour la croute et peridotite pour le manteau) discontinuite de Gutenberg surface marquant la limite entre manteau inferieur et noyau externe, caracterisee par l’absence des ondes S ( 2 900 km). C’est une limite physique entre le manteau solide riche en peridotite et le noyau externe liquide puisque les ondes S ne la traversent pas. C’est aussi une limite chimique entre le manteau riche en peridotite et le noyau externe riche en fer et nickel. (JPG)

Structure du globe terrestre discontinuite de Lehman surface situee a 5 150 km de profondeur, entre noyau externe et noyau interne solide (les ondes P ont une vitesse constante, les ondes S « reapparaissent »), qu’on appelle aussi la graine. C’est une limite physique entre le noyau externe liquide et le noyau interne solide plus dense. echelle de Mercalli Nous disposons de deux echelles pour evaluer les tremblements de terre : l’echelle de Mercalli et l’echelle de Richter. Aujourd’hui, nous n’utilisons que celle de Richter, mais les seismes du passe ne peuvent etre evalues que selon celle de Mercalli.

L’echelle de Mercalli a ete developpee en 1902 et modifiee en 1931. Elle indique l’intensite d’un seisme sur une echelle de I a XII. Cette intensite est determinee par deux choses : l’ampleur des degats causes par un seisme et la perception qu’a eu la population du seisme. Il s’agit d’une evaluation qui fait appel a une bonne dose de subjectivite. De plus, la perception de la population et l’ampleur des degats vont varier en fonction de la distance a l’epicentre. On a donc avec cette echelle, une echelle variable geographiquement.

Mais, a l’epoque, on ne possedait pas les moyens d’etablir une echelle objective. (GIF) epicentre lieu de la surface terrestre situe exactement a la verticale du foyer, ou l’intensite du seisme est la plus importante. (GIF) Il faut traduire !! eruptive qualifie une roche magmatique qui s’epanche en surface (dans ce chapitre la surface est sous 5 km d’eau ! ), synonyme de volcanique. Ex : le basalte est une roche que l’on peut qualifier ainsi. Ces roches ont une structure microlitique. faille accident tectonique, cassure de terrain avec deplacement relatif des parties separees.

Ex : celle de VEMA permet de connaitre la composition des roches de la lithosphere oceanique, en recueillant des echantillons grace a des submersibles. (JPG) faille de San Andreas, Californie feldspath famille de mineraux, frequents dans les roches magmatiques. Il en existe deux types principaux : – Les plagioclases, blanc dans la roche, « zebres » c’est-a-dire presentant des macles polysynthetiques en lame mince, en LPA – L’orthose, rose dans un echantillon de granite des cotes d’Armor, presentant une macle simple (une bande sombre, une bande claire) en LPA. (JPG) Plagioclases a macles polysynthetiques en LPA (JPG)

Orthose en LPA a macle simple fossiles restes ou moulages naturels d’organismes conserves dans une roche sedimentaire. Grace au principe d’actualisme, ils permettent de reconstituer des paleoenvironnements (facies recifal par exemple) ou de dater les roches :on parle alors de fossile stratigraphique . (JPG) Fragment d’Ammonite foyer lieu d’origine de la rupture des roches en profondeur, responsable d’un seisme, a la verticale de l’epicentre. On parle aussi d’hypocentre. gabbro roche magmatique grenue donc plutonique (refroidissement lent en profondeur) que l’on trouve sous les basaltes au sein de la croute oceanique.

Elle est principalement composee de deux mineraux : plagioclases (blancs a l’’ il nu, « macles » en LPA) et de pyroxene (noir a l’’ il nu, clivages a 87° au microscope) donnant a l’echantillon une teinte sombre plus ou moins mouchetee de blanc. (JPG) Gabbro : fragment de roche (JPG) Lame mince de gabbro en LPA geotherme courbe decrivant l’evolution de la temperature en fonction de la profondeur pour une zone donnee. On constate par exemple que la T° de la peridotite augmente avec la profondeur : entre 150 et 300 km de profondeur, cette courbe est proche du solidus ; ce qui montre que la peridotite est presque fondue mais toujours solide.

Dans cette zone, la peridotite est moins rigide que dans le reste du manteau, on parle de LVZ (Low velocity zone) : c’est l’asthenosphere. granite roche issue d’un refroidissement lent (roche plutonique et donc grenue), consecutif a une cristallisation du magma en profondeur, au sein de la croute continentale. Les mineraux constitutifs, de taille sensiblement egale, sont le quartz, les feldspaths (plagioclases et/ou orthose) et la biotite ou micas noir. (JPG) Lame mince de granite en LPA (H. Chalumeau) (GIF) Fragment de granite grenu c’est-a-dire formee de mineraux jointifs. Ex : le gabbro car il a cristallise n profondeur (le granite egalement). lame mince echantillon de roche aminci jusqu’a le rendre transparent afin d’en permettre l’observation en lumiere transmise au microscope optique (generalement en lumiere polarisee : LP, eventuellement analysee : LPA). lithosphere couche superficielle de la Terre scindee en plaques rigides, mobiles, epaisse de 70 km sous les oceans a 150 km environ sous les continents. Elle est composee par la croute (continentale ou oceanique) surmontant la partie superieure du manteau superieur (peridotites rigides parce que froides donc cassantes). En dessous se situe l’asthenosphere, moins rigide. acle groupement de 2 ou plusieurs cristaux de meme nature dont l’orientation obeit a des lois bien precises selon la symetrie du reseau cristallin. magma liquide a haute temperature (au moins 600° C) qui donne des roches par solidification : – a une certaine profondeur au cours d’un refroidissement lent (roches plutoniques comme le granite, le gabbro) ; – en surface (dans le cas du basalte, cela signifie sous 5 km d’eau ! ) par refroidissement rapide de laves donnant des roches volcaniques ou eruptives. magmatique qualifie les roches formees par cristallisation d’un magma. (voir ce terme ci-dessus pour des details) agnitude elle indique l’energie liberee au foyer du seisme. L’echelle de Richter est une des echelles les plus utilisees pour la mesurer. Theoriquement sans limite, les valeurs les plus elevees observees n’ont pas depasse 9,5 (9 a Sumatra en decembre 2004). manteau enveloppe de la Terre situee sous la croute continentale ou oceanique. Couche tres epaisse (de 5 – 30 km a 2 900 km) constituee de peridotite (homogeneite chimique), composee de mineraux differents selon la profondeur et donc plus ou moins rigide. On distingue 3 parties (de haut en bas) : – la partie superieure appartient a la lithosphere ; en dessous c’est l’asthenosphere ; enfin on trouve la partie inferieure (limitee a sa base par la discontinuite de Gutenberg). metamorphique adjectif qualifiant les roches (souvent anciennes) transformees car portees dans des conditions de pression et/ou de temperature differentes de celles de leur genese. Il s’agit de la majorite des roches de la croute continentale. Ex : le gneiss. meteorite fragment rocheux ou metallifere, venant de l’espace et atteignant la Terre (asteroide qui tombe sur le sol d’une planete). De 1g a 60 t. Ages absolus voisins de 4 600 millions d’annees. Les classifications sont diverses, on peut retenir (en 1°S) une classification en 2 groupes : les M. indifferenciees ou chondrites qui temoignent de la composition globale de la Terre ; – les M. differenciees qui temoignent de la composition des differentes enveloppes de la Terre : -les achondrites pour la croute oceanique et le manteau ; -les siderites pour le noyau ; -les pallasites (ou siderolithes ou lithosiderites ou ferro-pierreuses) pour l’interface noyau-manteau microlitique qualifie la structure (= texture) des roches constituees de verre (non cristallise) et de microlites c’est-a-dire de petits mineraux sous formes de baguettes (de pyroxene, d’olivine ou de feldspaths plagioclases… et de quelques cristaux de taille plus importante. Le basalte presente cette structure. mineral Espece chimique naturelle se presentant le plus souvent sous forme de cristal. Une roche est composee de m…. aux comme un organe est compose de cellules (si vous me permettez cette comparaison ! ). Moho discontinuite terrestre de Mohorovicic a quelques dizaines de km de profondeur [vers 5 km (sous les fonds oceaniques) a 70 km (sur les continents)] au-dela de laquelle les ondes s’accelerent, il s’agit de limite entre la croute et le manteau. oyau partie interne de la Terre separee en 2 parties : – la partie externe, liquide (les ondes S ne le traversent pas), surtout compose de fer, de 2 900 a 5 150 km de profondeur, de densite elevee, separe du manteau par la discontinuite de Gutenberg. – la partie interne ou graine, formee aussi de fer mais egalement de nickel, de 5 150 a 6 370 (centre de la Terre), solide. olivine ou peridot mineral vert lorsqu’on observe une roche le contenant (basalte, peridotite), incolore et a fort relief en LP, de teintes vives en LPA (bleu, rose… ). (JPG) lame mince a mineraux d’olivine en LPA ndes L onde de surface qui se propage a la surface d’un milieu elastique comme des ronds dans l’eau. ondes P ondes de volume qualifiees aussi de premieres (car plus rapides que les ondes S ) ou de compression et decompression (responsables du grondement lors d’un seisme). Permettent de determiner la structure du globe. ondes S ondes de volume qualifiees aussi de secondaires (car plus lentes que les P, elles arrivent donc plus tard) ou de cisaillement (ou transversales). Permettent de determiner la structure du globe mais ne se propagent que dans les solides (donc pas dans le manteau superieur). JPG) Ondes P et S orthose mineral de la « famille » des feldspaths. Voir ce terme plus haut. pallasite meteorite differenciee (ou siderolithe ou lithosiderite ou ferro-pierreuse) tres interessante pour connaitre l’interface noyau-manteau de la Terre. (JPG) pallasite peridotite roche grenue constituee principalement de deux mineraux : l’olivine et le pyroxene (+ amphibole, biotite, grenat). Masse volumique des roches accessibles a l’echantillonnage : 3,3 a 3,5 g/cm 3. Celles du manteau profond ont des compositions mineralogiques differentes mais une composition chimique identique. (JPG)

Lame mince de peridotite en LPA ( C. Prevot) plagioclases mineral de la « famille » des feldspaths. Voir ce terme plus haut. (JPG) Lame mince de plagioclases en LPA plaque partie rigide superficielle de la Terre, epaisse d’une centaine de km, qui, avec d’autres, constitue la lithosphere. Elles peuvent se deplacer horizontalement sur leur substratum plus visqueux (moins rigide) : l’asthenosphere. Les limites entre elles (frontieres) sont de trois types : rift oceanique, zone de subduction et faille transformante. plutonique qui se rapporte aux plutons (massifs ovoides) et aux roches magmatiques les constituant.

Les roches sont formees par cristallisation lente d’un magma a une certaine profondeur et sont donc grenues. polarise qualifie la lumiere permettant d’observer une lame mince a l’aide d’un microscope polarisant c’est-a-dire muni d’un polariseur (que l’on place souvent sous la lame mince) : LP. On peut y ajouter un analyseur au niveau de l’oculaire pour les observations en lumiere polarisee et analysee : LPA. pyroxene mineral tres repandu dans les laves (andesites, basaltes) et dans les gabbros et peridotites, caracterise, en LP, par un fort relief et 2 clivages a 87° (presque 90°). JPG) Pyroxene en LP et en LPA quartz mineral constitutif de nombreuses roches et notamment le granite. Sur l’echantillon, il apparait blanc sale (aspect de gros sel). Sa presence peut etre verifiee en passant la roche sur une lame de verre : ce mineral tres dur raye le verre et l’acier. En lame mince, tres souvent xenomorphe c’est-a-dire qu’il occupe les espaces laisses par les autres mineraux, n’a pas de forme propre ; il passe du blanc au noir en LPA. reflexion phenomene par lequel des ondes sismiques sont renvoyees par une surface de discontinuite. efraction changement de vitesse et de direction d’un rayon vibratoire (ici une onde sismique). Ce phenomene se produit brutalement a l’interface entre deux milieux de nature differente (au niveau d’une discontinuite) ou progressivement lorsque les proprietes d’une couche varient dans l’espace (dans le manteau par exemple). sedimentaire qualifie les roches exogenes c’est-a-dire formees a la surface de la Terre, et qui representent 5 % en volume de la croute terrestre (continentale et oceanique) et en couvrent 75 % de la surface.

Ces roches (argiles, calcaires, gres… ) sont disposees en couches superposees = strates car elles sont formees sous l’eau. seisme ou tremblement de terre se traduit en surface par des vibrations du sol. Il provient de la fracturation des roches en profondeur. Cette fracturation est due a une grande accumulation d’energie qui se libere, en creant ou en faisant rejouer des failles, au moment ou le seuil de rupture mecanique des roches est atteint. siderites meteorites differenciees ou achondrites metalliques, tres denses, riches en fer et nickel.

Elles temoignent de la composition du noyau terrestre. silicate mineral caracterise par deux elements chimiques preponderants : Si (la silice) et O (oxygene). Groupe fondamental car il comporte un tres grand nombre de mineraux et en particulier presque tous ceux qui constituent les roches magmatiques et metamorphiques ( plagioclases, olivine, pyroxene, amphibole, micas… ) mais aussi les argiles… sismogramme enregistrement realise par un sismometre, montrant les differents types d’ondes enregistrees uite a un seisme naturel ou artificiel. (JPG) Sismogramme Seisme de Sumatra sismometre appareil servant a enregistrer les tremblements de terre (ou seismes) et utilisant generalement l’inertie d’une masse pesante qui a tendance a rester sur place lorsque le sol, auquel le bati de l’appareil est fixe, se deplace. (JPG) strate ensemble sedimentaire, compris entre deux surfaces approximativement paralleles qui correspondent a des discontinuites ou a de brusques variations petrographiques (changement de roche). JPG) Grands Goulets dans le Vercors stromatolites constructions calcaires formant des boules rocheuses et dues a des cyanobacteries. On en trouve en cours de formation aujourd’hui en Australie mais aussi des formations fossilisees datant de 3,6 milliards d’annees. Grace au principe de l’actualisme, on peut en deduire que la vie existe sur Terre depuis au moins cette date. structure ou texture : arrangement relatif des mineraux. On parle de texture microlitique, grenue, foliee… erre magma ayant refroidi tres rapidement sans cristalliser. Dans de nombreuses roches magmatiques effusives, il existe en proportion variable comme matrice englobant les cristaux (microlites et phenocristaux). zone d’ombre quel que soit le lieu du seisme, tous les sismographes situes dans une bande entre 104 et 144° (angle a l’epicentre) ne recoivent aucune onde directe a cause des discontinuites terrestres et en particulier de la limite manteau / noyau. (GIF)