1 Le contraste océans - continents

Profil de dénivelé Est-Pacifique – Atlantique Sud  sous Google Earth : 

Source : Google Earth, modifié par Sandra Rivière.

Quand on étudie une coupe de relief appelé aussi « coupe topographique » on peut observer différents reliefs selon le domaine :

• dans le domaine océanique : des dorsales (chaîne de volcans sous-marins), des fosses et des plaines abyssales.

• Dans le domaine continental : des montagnes, des plaines continentales  et des talus continentaux (reliefs qui réalisent la jonction entre la terre et la mer).

À la fin du XIXe siècle au début du XXe siècle, Édouard Suess, géologue autrichien, soutenait la théorie de la contraction de la Terre.

Théorie de la contraction de la Terre :

©RS.2019

Si cette théorie avait été correcte, cela aurait signifié qu’il existait sur Terre des affaissements et des soulèvements aléatoires de la croûte et l’analyse statistique des reliefs aurait dû révéler une distribution des altitudes de nature moyenne représentée par une courbe de gausse. Or ce n’est pas le cas. 

Si on réalise une étude statistique de la présence des différents reliefs sur la planète, nous allons obtenir une courbe à 2 pics de fréquence (courbe bimodale) plus connue sous le nom de courbe hypsographique (courbe de répartition de relief), montrant l'existence de deux reliefs majoritaires.

Courbe de répartition des altitudes sur Terre :

©RS.2019

L’étude de cette courbe nous révèle que 23 % de la surface terrestre est occupée par des reliefs compris entre -4000 et - 5000 m de profondeur et que 20 % de la planète est occupée par des reliefs compris entre 0 et 1000 m d’altitude. On parle d’une répartition bimodale des altitudes (2 types de reliefs principaux) 

De ce fait l’altitude moyenne des continents est de + 840 m alors que la profondeur moyenne des océans est de -3800 m.

Le relief moyen de l’ensemble de la planète est d’environ 2200m de profondeur.

Nous avons donc une prédominance des reliefs négatifs sur la planète.

Une telle répartition bimodale des altitudes provient du fait qu’il existe deux croûtes de natures différentes à la surface de la Terre. Elles ont des caractéristiques différentes créant des reliefs différents.?

La croûte océanique peut facilement s’observer au niveau des failles transformantes, failles provoquant le décalage des dorsales océaniques. 

Failles transformantes :

Source : Transform fault-1.svg, travail personnel par Los688, via Wikimédia Commons, Domaine public, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Transform_fault-1.svg?uselang=fr

À leur niveau on peut observer une coupe de croûte océanique et constater qu’elle est principalement constituée à son sommet de basaltes en coussin (pillow-lava), de basaltes en filons puis plus en profondeur, de gabbros. 

Coupe de la croûte océanique :

Les gabbros de la croûte océanique sont des roches grenues provenant du refroidissement lent d’un magma d’origine mantellique dans la chambre magmatique des dorsales. Les basaltes proviennent de ce même type de magma. Cependant le magma n’a pas été suffisamment bloqué longtemps profondeur pour entièrement cristalliser. Il a été évacué et refroidi rapidement sur le plancher océanique : il présente de ce fait une structure dite microlitique car il est constitué de quelques petits cristaux figés dans une masse de matière non cristallisée appelée mésostase ou verre. La structure de la croûte océanique est donc le résultat de l’activité des chaînes de volcans sous-marins que sont les dorsales.

©RS.2017

L’étude de la carte géologique de France révèle que la partie supérieure de la croûte continentale est constituée pour 11 % de son volume de roches sédimentaires (roches provenant du dépôt d’alluvions ou résultant d’une précipitation d’éléments chimiques), pour 44,5 % de roches magmatiques type « granites » et pour autant de roches métamorphiques type « gneiss ». La partie inférieure de la croûte continentale est principalement constituée de granites et de gneiss.

Les granites sont des roches magmatiques plutoniques : elle provient d’un refroidissement lent en profondeur d’une boule de magma. L’ensemble des éléments chimiques de ce magma ont pu s’associer et cristalliser donnant ainsi une roche entièrement constituée de cristaux de quartz, de feldspaths et de micas (ici la biotite). On parle de structure grenue. 

Les gneiss sont des roches dites métamorphiques car elles proviennent d’une transformation à l’état solide sous l’effet de la température et/ou de la pression, d’une roche préexistante. Elle présente un litage c’est-à-dire une alternance de lits de minéraux clairs  (quartz et feldspaths) et de lits de minéraux sombres (micas). 

De manière générale, la comparaison de la composition chimique des deux croûtes révèle dans les deux cas un fort taux de silice et de dioxygène. La croûte océanique est proportionnellement plus riche en magnésium et en fer que la croûte continentale. Cela explique la différence de densité observée entre les roches des deux croûtes. 

Pour déterminer la densité d’une roche il faut avant tout déterminer sa masse volumique. Pour cela il suffit de peser un échantillon de roche et de mesurer son volume en déterminant le volume d’eau que cet échantillon déplace dans une éprouvette graduée et pré-remplie à un niveau déterminé. Il suffit ensuite de diviser la masse volumique de l’échantillon par la masse volumique de l’eau (1 g par millilitre) pour obtenir la densité de celui-ci.

Schéma bilan : 

©RS.2019


 

Contraste Océans/Continents - SVT - TERRE 1ère spé #1 - Mathrix