La lithosphère - Cours de SVT Terminale S avec Maxicours - Lycée

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La lithosphère

Objectif(s)
Comprendre de manière générale la composition de la lithosphère, sa structure et son fonctionnement.
Connaître la notion d'isostasie.
Relier altitudes et épaisseur crustale.
1. Composition et structure
La lithosphère est un ensemble rigide qui recouvre la surface de la Terre. Elle se compose de la croûte continentale, de la croûte océanique et de la partie supérieure du manteau supérieur.


Son épaisseur varie de 0 à 200 km selon sa composition. Elle est plus fine au niveau de la croûte océanique et plus épaisse au niveau de la croûte continentale.

La discontinuité de Moho marque le passage de la croûte terrestre ou océanique à la partie supérieure du manteau. Sa profondeur est variable selon où l’on se situe mais elle est en moyenne à 43 km. Elle est moins profonde au niveau de la croûte océanique (6 km) et peut atteindre 75 km au niveau des chaînes de montagnes, comme on peut le voir sur le document 1.
À cause du changement de milieu et donc de densité, on observe au niveau de cette discontinuité une accélération des ondes sismiques.

La lithosphère est séparée de l’asthénosphère par une limite thermique : une isotherme à 1 300 °C. C’est une limite au-delà de laquelle l’olivine (minéral vert majoritaire dans le manteau) entre en fusion. L’emplacement de cette isotherme varie selon le comportement des roches à la jonction des deux, le matériel minéral devient visqueux et il se produit un mouvement de chaleur. On passe d’une structure rigide à une structure moins rigide, ce qui entraîne une diminution de la vitesse de propagation des ondes P et S, d’où son nom de « low velocity zone ».

La lithosphère est divisée en de nombreuses plaques flottantes sur l’asthénosphère et interagissant entre elles.


2. Isostasie et érosion
George Biddell Airy (1801-1892) et John Henry Pratt (1809-1871) furent les premiers à tenter d’expliquer la notion d’isostasie. Selon leurs hypothèses, il existerait une limite de compensation au-dessus de laquelle une pression hydrostatique s’exerce quel que soit le poids de la matière à compenser et donc quel que soit le relief. Ce qui explique pourquoi les chaînes de montagnes ne s’enfoncent pas dans le manteau, pas plus que la croûte océanique. La pression hydrostatique les maintien en équilibre.
C’est aussi pour cela que l’on dit plus communément que la lithosphère « flotte » ou est en équilibre sur l’asthénosphère. Il existe donc un équilibre entre la lithosphère et l’asthénosphère.

Ce phénomène vient contrecarrer l’érosion. En effet, l’érosion est un phénomène qui diminue l’épaisseur de la croûte continentale. Si l’on perd de la matière continentale, l’isostasie va venir compenser cette perte en remontant l’ensemble.


3. Racine crustale et relief
Comme nous l’avons vu, la lithosphère est découpée en plusieurs plaques et ces plaques sont mobiles sur l’asthénosphère.

Il existe 2 mouvements possibles entre ces plaques que l’on peut observer sur les marges actives :
- de convergence : subduction ou collision.
- de divergences : les plaques s’écartent au niveau des dorsales ou des rifts continentaux.

Il est aussi possible qu’il n’y ait pas de mouvements entre les plaques, on se trouve alors sur une marge passive.

Schéma bilan des mouvements possibles

La racine crustale est l’écaille de la croûte continentale la plus profonde. Elle se situe à la limite du Moho.
Lors d’un mouvement de divergence (rift continentaux), on observe un amincissement de cette racine crustale à cause de l’effondrement et de la fusion des roches.
Lors des mouvements de convergence (formation chaînes de montagnes), on observe un épaississement de cette racine par empilement, chevauchement et/ou plissement des couches.

L'épaisseur de la racine crustale est donc plus faible dans les océans que dans les chaînes de montagnes.
Cette variation de l'épaisseur crustale va induire une variation de l'isostasie qui rééquilibre chaque modification.
L'essentiel
La lithosphère est un ensemble rigide qui recouvre la surface de la Terre. Elle se compose de la croûte continentale, de la croûte océanique et de la partie supérieure du manteau supérieur.

La discontinuité de Moho marque le passage de la croûte terrestre ou océanique à la partie supérieure du manteau. Elle se situe en moyenne à 43 km de profondeur.

La lithosphère est séparée de l’asthénosphère par une limite thermique : une isotherme à 1 300 °C. On y observe une diminution de la vitesse de propagation des ondes P et S, d’où son nom de « low velocity zone ».

La lithosphère est divisée en de nombreuses plaques flottantes sur l’asthénosphère et interagissant entre elles.
Le phénomène d'isostasie permet un équilibre (flotte) entre la lithosphère et l’asthénosphère.
La racine crustale est l’écaille de la croûte continentale la plus profonde. Elle se situe à la limite du Moho.
L'épaisseur de la racine crustale est plus faible dans les océans que dans les chaînes de montagnes.
Cette variation de l'épaisseur crustale va induire une variation de l'isostasie qui rééquilibre chaque modification.

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