Les caractéristiques du domaine continental

Th1 B - Chapitre 1 : les caractéristiques du domaine continental

Années 1920, Wegener identifie la dualité altitudinale : 2 groupes de terrains d’altitude très distinctes :

- le domaine océanique  altitude de -4000 m

- le domaine continental  altitude moyenne de +870 m

Cette observation = domaine continental nettement distinct du domaine océanique

Problèmes : Quelles sont les caractéristiques du domaine continental ? Quels sont les mécanismes à l’origine de la formation des chaînes de montagne ? [pic 1]

I/ Les caractéristiques structurales de la croûte continentale

A/ Nature des roches et densité.

En milieu continental :

• affleurements naturels, créés notamment par l’érosion, permettent d’observer les échantillons de roches
• - Les forages permettent aussi de récolter des informations mais utilisation est limitée car forages peu profonds, très coûteux et très longs à réaliser (plusieurs années pour 10 km).

La CC < est échantillonnée grâce à des remontées volcaniques ou tectoniques

Les roches continentales affleurant à la surface des sols  très variées, mais pas représentatives de la composition globale de la croûte continentale.

On trouve :* les roches de surface

- Les roches sédimentaires (5 à 10% du volume total) : un placage de quelques km (3km). Roches résultant du dépôt puis de la consolidation de sédiments en couches superposées (les strates). Exemples : Calcaire, grès argile…

- Les roches magmatiques volcaniques : réduites à des zones localisées. Proviennent du refroidissement d’un magma à la surface. Exemple : Andésite, Rhyolite

 les roches du socle (30 à 50 km) /

• Les roches magmatiques plutoniques : Proviennent du refroidissement du magma en profondeur. N’atteignent pas la surface et forme une « bulle » de roche : un pluton. Exemples : les granites, granodiorite (40 à 45%)
• Les roches métamorphiques telles que le gneiss (45 à 55%). Les roches métamorphiques  issues de la transformation en profondeur et à l’état solide de roches préexistantes, suite à des changements de conditions de températures et de Pression.

La différence de composition minéralogique entre les roches de la CC et celle de la CO explique les différences de densité : La densité moyenne de la CC est de l’ordre de 2,7 (granite : 2,50 de 3,3 (péridotite).

B/ L’épaisseur de la croûte continentale

L’épaisseur moyenne de la CC = 30 km / de la CO environ 7 km. Néanmoins, Sous les montagnes (Alpes et l'Himalaya), la CC = plus épaisse et forme une racine crustale, pouvant atteindre 50-70 km de profondeur.

C/ Le relief des chaînes de montagnes.

Les reliefs de montagnes sont dus à des contraintes en convergence :

subduction (ex : cordillère des Andes)

ou collision (Ex : Himalaya – Alpes)

Ces contraintes de compression entraînent des déformations et des modifications des terrains, des roches et de leurs minéraux.

L'épaisseur de la CC dans les zones de montagne résulte d’un raccourcissement et d’un empilement.

[pic 2]

• des chevauchements voire même des nappes de charriage si le déplacement est important (glissement des terrains sur plusieurs kilomètres).
• Ces nappes de charriage se retrouvent également en profondeur.
• La compression qui affecte l’ensemble de la chaîne provoque l’empilement de lambeaux entiers de croûte ce qui entraîne un raccourcissement global de la chaîne et un épaississement à l’aplomb de la zone.
•  A ce niveau, profondeur du Moho = 50 à 60 km.

On qualifie ce phénomène de racine crustale

TP 1 : les différentes roches de la CC métamorphisme

2)indice pétrographiques

Le raccourcissement et l’empilement imposés par la contrainte tectonique →  changement des conditions de température et de pression des roches

Les roches se modifient à l’état solide.

On peut alors constater :

➢ des minéraux étirés/déformés/disposés en feuillets

Une roche soumise à des contraintes inégales dans les différentes directions de l’espace peut se déformer

Réponse à ces contraintes dépend de la pression (P) et de la température (T), donc de la profondeur au sein du globe

→ augmente, la roche devient ductile c’est-à-dire déformable : les minéraux s’orientent alors dans des directions privilégiées, s’étirent, s’aplatissent

Des réarrangements dans la structure de la roche apparaissent sous la forme d’une schistosité ou d’une foliation

Schiste : roche qui se débite en feuillets plus ou moins serrés

Foliation : alternance de « lits » clairs et sombres au sein de la roche et témoigne de l’orientation des minéraux

➢ des minéraux témoignant de l’augmentation de température et de pression

Les minéraux présents dans les roches se forment dans certaines conditions de pression et de température

On parle de domaine de stabilité minéralogique correspondant donc à un ensemble de conditions de pression et de températures dans lequel le ou les minéraux sont stables

Lors de changements des conditions thermobarométriques-> les minéraux deviennent instable

peuvent alors réagir entre eux et former de nouvelles associations minéralogiques tout en restant à l'état solide et en gardant leur composition chimique globale.

Le métamorphisme est l’ensemble des transformations minéralogiques et structurales à l’état solide d’une roche soumise à des conditions de P/T différentes de celles de sa mise en place

Ces conditions st particulièrement réalisées dans les chaînes de montagnes, dans les zones profondes de l’écorce terrestre.

L’enfouissement des roches au cours de la collision continentale entraîne une augmentation de la pression mais surtout de la température qui affectent les minéraux  .

Les transformations enregistrées dans les roches témoignent d’un métamorphisme de relativement basse pression mais de haute température

Dans certains cas, si la température et la pression augmentent encore, la roche peut partiellement fondre et donner un liquide magmatique

→ anatexie

Anatexie → formation de magma qui peut cristalliser lentement et donner de nouvelles roches

→ les migmatites

→ des lentilles de granite incluses dans du gneiss

TP 2 : Etude des reliefs montagneux en profondeur – Anomalies gravimétriques

II/ Les mouvements verticaux de la lithosphère : l’isostasie

A/ Mise en évidence de mouvements verticaux

Au cours de ces derniers 6000 ans, la Scandinavie s’est soulevée d’une 100aine de mètres

Il y a environ 10000 ans, la plus grande partie de la Scandinavie était occupée par une calotte glaciaire.

Il y a 8000 ans, cette calotte était considérablement réduite, témoignant de la fonte des glaces et, il y a 6000 ans, celles-ci devaient avoir totalement disparu.

Les géologues pensent que c’est la fonte de la calotte glacière qui aurait provoqué le soulèvement vertical de cette région en suivant le principe d’Archimède.

→ rebond isostatique

B/ Le modèle isostasique

Plusieurs hypothèses formulées au 19ème siècle pour expliquer les variations d’altitude de la surface terrestre