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Première · SVT · Chapitre 2

La dynamique interne de la Terre : structure, tectonique des plaques et son histoire

Ce que tu sauras faire

  • Expliquer comment les ondes sismiques permettent d'établir un modèle de la structure interne du globe, et distinguer ce qui est mesuré de ce qui est déduit.
  • Situer les discontinuités de Mohorovičić, de Gutenberg et de Lehmann, et dire quelle observation a conduit à chacune.
  • Distinguer le découpage chimique (croûte, manteau, noyau) du découpage mécanique (lithosphère, asthénosphère), et expliquer pourquoi les deux ne se superposent pas.
  • Exposer les quatre arguments de Wegener en faveur de la dérive des continents, et expliquer précisément pourquoi ils n'ont pas suffi.
  • Présenter les preuves de l'expansion océanique : anomalies magnétiques, âge du plancher, épaisseur des sédiments, flux de chaleur.
  • Reconnaître les trois types de frontières de plaques et prévoir, pour chacune, la sismicité, le volcanisme et le relief attendus.
  • Calculer une vitesse de plaque à partir d'un âge et d'une distance, et exprimer le résultat en centimètres par an.
  • Expliquer le moteur de la tectonique des plaques sans recourir à une formulation finaliste.

Au programme du chapitre

  1. Un objet inaccessible : ce que l'on touche, ce que l'on mesure, ce que l'on déduit
  2. Les ondes sismiques révèlent des discontinuités
  3. Lithosphère et asthénosphère : un second découpage, mécanique
  4. 1912 : Wegener et les quatre arguments de la dérive des continents
  5. 1924-1950 : le rejet, ou pourquoi une bonne idée sans mécanisme ne convainc pas
  6. 1953-1968 : les océans livrent la preuve
  7. Les frontières de plaques et leurs manifestations
  8. La dynamique du globe : chaleur, convection et moteurs
  9. Écrire juste : le finalisme et la confusion entre mesure et modèle

Exercices corrigés

Exercice 1

Un camarade affirme : « on sait que le noyau est en fer parce qu'on en a rapporté des échantillons par forage ». Que lui réponds-tu ?
Un coup de pouce
Demande-toi d'où vient réellement chaque information sur les profondeurs du globe, et jusqu'où on a creusé.
Voir la correction pas à pas
Aucun échantillon du noyau n'existe, et il n'en existera jamais avec les techniques connues. Le forage le plus profond jamais réalisé, le puits SG-3 de la péninsule de Kola, a atteint 12 262 m en 1989, soit environ 0,19 % du rayon terrestre : il n'a même pas traversé la croûte continentale.
La composition du noyau est le résultat d'un modèle, construit pour être compatible avec plusieurs mesures indépendantes : la masse volumique moyenne de la Terre, voisine de 5,55{,}5 g/cm³, très supérieure à celle des roches de surface ; les vitesses des ondes sismiques dans les profondeurs concernées ; la composition des météorites de fer, considérées comme des fragments de noyaux de petits corps ; et l'existence d'un champ magnétique, qui suppose un métal conducteur en mouvement.
Rédaction correcte : « les mesures conduisent à un modèle où le noyau est un alliage de fer et de nickel ». La différence entre cette phrase et celle de ton camarade n'est pas un détail de style : c'est la différence entre une observation et une conclusion.

Exercice 2

Une élève écrit : « la lithosphère, c'est la croûte ». Corrige, et explique pourquoi la confusion est si fréquente.
Un coup de pouce
Demande-toi sur quel critère chaque découpage est fondé : de quoi c'est fait, ou comment cela se déforme ?
Voir la correction pas à pas
La lithosphère comprend la croûte et la partie supérieure du manteau. Sa limite inférieure n'est pas chimique mais thermique : elle correspond approximativement à l'isotherme 1 300 °C, au-delà duquel la péridotite devient ductile.
Les ordres de grandeur rendent l'écart saisissant. Sous un océan, la croûte fait environ 7 km, alors que la lithosphère peut atteindre 100 km pour un plancher âgé de 100 Ma. Plus de 90 % d'une plaque océanique est donc du manteau, pas de la croûte.
La confusion vient de ce que l'on superpose deux découpages qui ne répondent pas à la même question. Croûte, manteau et noyau se distinguent par leur composition chimique, et leur frontière est le Moho. Lithosphère et asthénosphère se distinguent par leur comportement mécanique, rigide ou ductile. Les deux limites traversent le globe à des profondeurs différentes, et la seconde coupe le manteau en deux.

Les pièges à éviter

  • Dire que l'asthénosphère est liquide.
  • Confondre la limite croûte-manteau et la limite lithosphère-asthénosphère.
  • Écrire que le noyau « est » en fer et nickel, comme s'il s'agissait d'une observation.
  • Raconter le rejet de Wegener comme un refus obstiné de la nouveauté.

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