ST-C- dynamique enveloppes internes_S_Dalaine

validation d'acquis ST-C

la dynamique des enveloppes internes

stéphanie Dalaine

Maitriser la dynamique des enveloppes terrestres, c'est maitriser la dynamique thermiqueMouvements horizontaux de la lithosphère et conséquences tectoniques.Isostasie et mouvements verticauxAnomalies du géoide à petite et grande longueur d'ondeAnomalies de Bouguer et anomalies à l'air libreMagmatisme de dorsale et anomalie magnétique

résumé

stéphanie Dalaine

Géotherme

INDEX

flux géothermique

Source de chaleur

Tomographie sismique

Tectonique des plaques

Géoïde

Anomalie gravimétrique

Isostasie

Faille transformante

Expansion océanique

Points chauds

Cinématique instantanée

stéphanie Dalaine

flux géothermique

Formule du flux thermique: 𝒒=𝒌.𝒅𝑻/𝒅𝒛 q est le flux thermique k la conductivité thermique des roches dT/dz la variation de température en fonction de la profondeur ( = gradient thermique).

flux minimal: vieux socles continentaux

évacuation de chaleur au niveau des dorsales (accrétion de matière)

stéphanie Dalaine

stéphanie Dalaine

stéphanie Dalaine

∆𝑎𝑛𝑜𝑚𝑎𝑙𝑖𝑒= [(𝑣PREM - 𝑣𝑚𝑒𝑠𝑢𝑟é𝑒 )/𝑣𝑚𝑒𝑠𝑢𝑟é𝑒 ]

∆𝑎𝑛𝑜𝑚𝑎𝑙𝑖𝑒= [(𝑣𝑚𝑒𝑠𝑢𝑟é𝑒 + 𝑣𝑃𝑅𝐸𝑀)/𝑣𝑃𝑅𝐸𝑀]

une anomalie, c'est ...

cliquez sur la définition correcte

tomographie sismique et écart au modèle prem

∆𝑎𝑛𝑜𝑚𝑎𝑙𝑖𝑒= [(𝑣𝑚𝑒𝑠𝑢𝑟é𝑒− 𝑣𝑃𝑅𝐸𝑀)/𝑣𝑃𝑅𝐸𝑀]

une anomalie, c'est ...

une anomalie, c'est ...

stéphanie Dalaine

Oh my god, you made a mistake!'

mais on apprend de ses mistakes...

stéphanie Dalaine

données de tomographie sismique

stéphanie Dalaine

convection: mise en mouvement d'un matériau

stéphanie Dalaine

géotherme: couches limites thermiques

stéphanie Dalaine

convection: mise en mouvement d'un matériau

stéphanie Dalaine

géotherme: points d'ancrage

stéphanie Dalaine

Tectonique des plaques

manifestation en surface de dynamique mantellique

vitesse: cm.an-1

lithosphère découpée en plaques rigides

12 plaques

déplacement sur asthénosphère visqueuse

Ra>2000

densité= moteur de la tectonique

densité de LO> densité du Ma

remontée passive à la dorsale

fp vers 20 km de profondeur

stéphanie Dalaine

bilan des forces: subduction

stéphanie Dalaine

Cliquez sur la définition du géoïde

Géoïde:définition

surface perpendiculaire au champ de pesanteur correspondant au niveau moyen des océans, mesurée par satellite

surface équipotentielle de pesanteur théorique ne dépendant que de la latitude

stéphanie Dalaine

la figure de la Terre de Clairaut

Et non, vous avez confondu avec l'ellipsoïde de Clairaut : forme théorique de la Terre en rotation si elle était formée d'enveloppes concentriques homogènes fluides. C'est une surface équipotientielle de pesanteur théorique dont la pesanteur g ⃗ ne dépend que de la latitude.

stéphanie Dalaine

Définition de géoïde

surface équipotentielle de pesanteur, mesurée par satellite. Cette surface est perpendiculaire au champ de pesanteur réel

Orbite du satellite = équipotentielle de pesanteur

une "bosse" dans la trajectoire, signifie un champ de pesanteur plus intense

Champ de pesanteur

le champ de pesanteur ou "gravité" est déduit de la trajectoire, son interprétation permet d'identifier des anomalies par rapport à l'ellipsoïde de référence

Variations du géoïde à petites longueurs d'onde

stéphanie Dalaine

ces variations permettent d'identifier des variations de bathymétrie marine

Anomalies du géoïde à grandes longueurs d'ondes

• grandes longuers d'onde: 10 000 km
• anomalies par rapport à ellipsoïde de Clairaut (référence)
• anomalie de max +77m sur longueur d'onde de 10 000 km: attention aux échelles!
• 2 bosses : SO Pacifique et Islande
• 3 creux: S Inde, S Antarctique, NE Canada
• Mouvements manteau inférieur

stéphanie Dalaine

2,67

anomalie gravimétrique

Ne pas confondre, anomalieavec correction

correction

correction à l'air libre

correction de topographie

Anomalie

correction de plateau

stéphanie Dalaine

anomalie de bouguer: chaine de montagne

stéphanie Dalaine

anomalie de bouguer: marge passive

stéphanie Dalaine

anomalie de bouguer: dorsale océanique

stéphanie Dalaine

anomalie de bouguer: zone de subduction

https://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/objets/Images/gravimetrie-isostasie-P-Thomas/gravimetrie-isostasie.pdf

isostasie: étude de l'équilibre de la lithosphère

modèle de airy

les reliefs sont compensés en profondeur par des déficits de masse

modèle de pratt

les reliefs sont compensés par des roches de densités plus faibles

PROFONDEUR DU MOHO (tectoglob)

comment interpréter la variation de profondeur du Moho?

stéphanie Dalaine

Profil ECORS de sismique réflexion et son schéma interprétatif (Hachette 1ère S)

equlibre de la LC: zone de collision

stéphanie Dalaine

déséquélibre de la LO: subduction

stéphanie Dalaine

mouvement vertical de la lithosphère: rebond isostatique

stéphanie Dalaine

lithosphère: élasticité

stéphanie Dalaine

lithosphère: contexte de surrection

stéphanie Dalaine

géométrie eulérienne (à titre de document, ENS) (in renard et al, 2016)

faille transformante

expansion océanique

Rémanence des :minéraux ferromagnétiques

les roches éruptives riches en Fe-Mg enregistrent le champ magnétique au moment de leur cristallisation (T°C<T°C Curie)

Echelle magnétostratigraphique

inversion périodique du champ magnétique terrestre, bande noire (anomalie positive), bande blanche (anomalie négative)

Symétrie des anomalies magnétiques de part et d'autre de la dorsale

Vine et Matthews: structure en "peau de zèbre" -> théorie de l'expansion océanique

stéphanie Dalaine

calcul de la valeur moyenne de vitesse d'expansion

Modèle NUVEL-1dorsale lente: ex: Atlantique (2 cm/an)dorsale rapide: ex: Pacifique (16 cm/an)

expansion océanique

Carottes sédimentaires issues de forages dans l'Océan Atlantique

stéphanie Dalaine

points chauds: cinématiqe absolue

Archipel volcanique d'Hawaï (les chiffres indiqués sont les âges des îles volcaniques), plaque Pacifique

stéphanie Dalaine

GPS: cinématiqe instantanée

Données GPS de la balise BRMU Atlantique Nord

stéphanie Dalaine

Données GPS de balises dans le Pacifique (source: Tectoglob)

GPS: cinématique instantanée

stéphanie Dalaine

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55% production de chaleur par la Terre : radioactivité désintégration 235U, 238U, 232Th et 40K éléments ayant affinité pour roches CC Volume croûte: <1% très concentrée en éléments radioactifs Volume manteau: 84% peu concentrée en éléments radioactifs Volume noyau: 16%

La radioactivité

source principale de chaleur interne

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