Structure du globe terrestre

L'idée en quatre lignes

L'intérieur du globe est inaccessible directement : le forage le plus profond jamais réalisé (Kola, en Russie) n'atteint que 12 km, sur les 6 371 km de rayon terrestre.

On connaît donc la structure interne par des méthodes indirectes, surtout la sismologie : on analyse comment les ondes sismiques se propagent à travers le globe.

À chaque fois qu'une onde franchit une interface entre deux milieux de composition ou d'état différents, elle change de vitesse et de direction. Ces changements trahissent des discontinuités et la nature des couches traversées.

Les deux ondes, et la règle qui rapporte le plus de points

Ondes P (primaires, de pression) : la matière vibre parallèlement à la direction de propagation. Elles passent dans les solides et les liquides, et arrivent en premier sur le sismogramme.

Ondes S (secondaires, de cisaillement) : la matière vibre perpendiculairement. Elles ne passent que dans les solides : tout milieu liquide les arrête.

La règle clé : l'absence d'ondes S dans une zone révèle obligatoirement un milieu liquide sur le trajet.

Les enveloppes, de la surface au centre

Les trois discontinuités à connaître par cœur

Le second découpage : lithosphère et asthénosphère

En plus du découpage chimique (croûte, manteau, noyau), on découpe aussi le globe de façon mécanique, c'est-à-dire d'après la façon dont la matière se déforme :

• Lithosphère : enveloppe rigide et cassante = la croûte plus le tout premier manteau solide et froid. Épaisseur : 0 à ≈ 100 km. Elle est découpée en plaques tectoniques.
• Asthénosphère : zone du manteau partiellement fondue (≈ 1 % de fusion), ductile et déformable à l'échelle géologique. La lithosphère repose sur elle et peut y glisser lentement.

Attention : lithosphère ≠ croûte. La lithosphère inclut la croûte et le manteau supérieur rigide.

Les quatre phrases qui sauvent une copie

• Les ondes P sont plus rapides et arrivent en premier ; les S arrivent ensuite.
• Le manteau est solide (mais ductile) : les ondes S le traversent.
• Le noyau externe est liquide ; la graine, plus profonde, est solide.
• La lithosphère = croûte + manteau supérieur rigide (≈ 100 km au total), pas la croûte seule.

1. Le problème : voir sans pouvoir descendre

Le rayon terrestre vaut 6 371 km. Le forage le plus profond jamais réalisé, celui de Kola en Russie, n'atteint que 12 km — soit moins de 0,2 % du rayon (calcul à partir des deux valeurs précédentes). Autrement dit : l'intérieur du globe est inaccessible directement.

Toute notre connaissance de la structure interne vient donc de méthodes indirectes, et principalement de la sismologie : l'analyse de la propagation des ondes sismiques à travers le globe.

Le principe tient en une phrase : une onde sismique change de vitesse et de direction chaque fois qu'elle traverse une interface entre deux milieux de composition ou d'état physique différents. On repère ces changements depuis la surface, et on en déduit deux choses : où sont les interfaces (les discontinuités) et de quelle nature sont les couches qu'elles séparent.

2. L'outil : deux ondes, deux messages

La différence décisive est la troisième ligne. Les ondes P se moquent de l'état du milieu : solide ou liquide, elles passent. Les ondes S, elles, sont arrêtées par tout milieu liquide.

Règle clé : l'absence d'ondes S dans une zone révèle obligatoirement un milieu liquide sur le trajet. C'est cette règle, et pas une autre, qui a permis de découvrir que le noyau externe est liquide.

3. Les enveloppes du globe (découpage chimique)

Le premier découpage repose sur la composition des roches et sur leur état physique :

Deux remarques de lecture :

• Il existe deux croûtes : la continentale (granite, plus épaisse, moins dense) et l'océanique (basalte, plus fine, plus dense).
• Le manteau est solide, en péridotite, et sa masse volumique s'échelonne de 3,3 à 5,6 g/cm³.

4. Les trois discontinuités majeures

Une discontinuité est une profondeur à laquelle les propriétés des ondes changent brusquement : c'est la signature d'une interface entre deux milieux différents.

Retiens le sens des variations : au Moho, les ondes P accélèrent (≈ 6 → ≈ 8 km/s). À Gutenberg, elles ralentissent brutalement (≈ 13,5 → ≈ 8 km/s) et les S s'arrêtent : on entre dans du liquide. À Lehmann, elles ré-accélèrent : on est revenu dans du solide, la graine.

5. Lithosphère et asthénosphère : le découpage mécanique

Le découpage chimique (croûte / manteau / noyau) ne dit rien de la façon dont les roches se déforment. On superpose donc un second découpage, mécanique :

• Lithosphère : enveloppe rigide et cassante = croûte + tout premier manteau solide froid. Épaisseur : 0 à ≈ 100 km. Elle est découpée en plaques tectoniques.
• Asthénosphère : zone du manteau partiellement fondue (≈ 1 % de fusion), ductile et déformable à l'échelle géologique. La lithosphère repose sur elle et peut y glisser lentement.

Attention : lithosphère ≠ croûte. La lithosphère inclut la croûte et le manteau supérieur rigide. Les deux découpages coexistent : une même roche peut être « du manteau » (critère chimique) et « de la lithosphère » (critère mécanique).

Méthode — retrouver la structure interne à partir des ondes

• Étape 1. Vérifier si les ondes S sont reçues ou absentes : leur absence indique un milieu liquide sur le trajet.
• Étape 2. Repérer la zone d'ombre des ondes P (103°–143° d'angle épicentral) : elle localise la discontinuité de Gutenberg à ≈ 2 900 km.
• Étape 3. Sur un graphe vitesse / profondeur : chaque saut brusque de vitesse signale une discontinuité. Toujours nommer la couche avant et la couche après.
• Étape 4. Pour localiser l'épicentre : utiliser le délai \(\Delta t = t_S - t_P\), qui augmente avec la distance à l'épicentre.

Ce que tu dois savoir refaire

• Citer les deux types d'ondes, leur mode de vibration, les milieux qu'elles traversent, leur ordre d'arrivée.
• Placer dans l'ordre les cinq enveloppes avec leurs profondeurs, leur état et leur composition.
• Nommer les trois discontinuités, donner leur profondeur et dire ce qui change de part et d'autre.
• Distinguer découpage chimique et découpage mécanique, sans mélanger les deux vocabulaires.
• Partir d'une observation (S absentes, zone d'ombre, saut de vitesse) et remonter à une conclusion sur la structure.

1. Pourquoi on ne peut pas faire autrement

Le rayon de la Terre est de 6 371 km. Le forage record, à Kola (Russie), s'arrête à 12 km : en proportion, moins de 0,2 % du rayon (rapport calculé à partir de ces deux nombres). Aucun échantillon direct ne viendra donc du manteau profond ni du noyau.

La sismologie contourne l'obstacle. Un séisme envoie des ondes dans tout le globe ; des stations réparties à la surface enregistrent ce qui leur parvient, quand, et à quelle vitesse. Comme une onde change de vitesse et de direction à chaque interface entre deux milieux de composition ou d'état différents, l'enregistrement de surface porte la trace de tout ce que l'onde a traversé.

Le raisonnement est donc toujours le même, et c'est lui qu'on évalue : observation à la surface → règle de propagation → conclusion sur une couche profonde.

2. Les deux messagers : ondes P et ondes S

Une onde P est une onde de pression : la matière est comprimée puis dilatée dans le sens de la propagation. Une onde S est une onde de cisaillement : la matière est déplacée en travers du trajet. Un liquide ne résiste pas au cisaillement, et c'est pour cela qu'il arrête les ondes S alors qu'il laisse passer les ondes P.

De là, le tableau de décision qu'il faut savoir appliquer sans hésiter :

Exemple entièrement traité 1 — une station reçoit les P mais pas les S

Énoncé. Après un séisme lointain, une station sismologique enregistre nettement les ondes P, mais aucune onde S. Que peut-on conclure sur les milieux traversés ?

Étape 1 — la règle. Les ondes P se propagent dans les solides et dans les liquides. Les ondes S ne se propagent que dans les solides : tout milieu liquide les arrête.

Étape 2 — la lecture de l'observation. Les P sont reçues : le trajet existe et il a bien été parcouru. Les S sont absentes alors qu'elles ont été émises par le même séisme : quelque chose les a arrêtées en chemin.

Étape 3 — l'identification. D'après la règle, ce « quelque chose » est un milieu liquide. La seule enveloppe liquide du globe est le noyau externe, entre 2 900 et 5 100 km, en fer-nickel.

Conclusion rédigée. Les ondes ont traversé le noyau externe, liquide, qui a arrêté les ondes S et laissé passer les ondes P.

Ce qu'on ne peut PAS conclure. Ni que le manteau est liquide (il est solide, les S le traversent), ni que la graine est liquide (elle est solide : à 5 100 km, discontinuité de Lehmann, les ondes P ré-accélèrent).

Exemple entièrement traité 2 — la zone d'ombre

Énoncé. On relève les enregistrements de stations réparties autour de l'épicentre d'un même séisme. Celles situées entre 103° et 143° d'angle épicentral ne reçoivent pas d'ondes P directes. Qu'en déduit-on ?

Étape 1 — nommer le phénomène. Une bande où les ondes n'arrivent pas est une zone d'ombre. Les ondes n'ont pas disparu : elles ont été envoyées ailleurs.

Étape 2 — la règle. Une onde change de vitesse et de direction quand elle franchit une interface entre deux milieux différents. Une déviation aussi massive suppose donc une interface profonde et très marquée.

Étape 3 — localiser. La position et la largeur de la bande — elle s'étend de 103° à 143°, soit 40° d'ouverture (différence des deux angles donnés) — situent cette interface à ≈ 2 900 km de profondeur : c'est la discontinuité de Gutenberg.

Étape 4 — croiser avec les ondes S. À cette même profondeur, les ondes S disparaissent, et les ondes P ralentissent brusquement de ≈ 13,5 km/s à ≈ 8 km/s. Deux indices concordants pour la même conclusion : le milieu situé sous 2 900 km est liquide.

Conclusion rédigée. La zone d'ombre des ondes P entre 103° et 143° révèle la discontinuité de Gutenberg à ≈ 2 900 km, limite entre le manteau (solide) et le noyau externe (liquide).

Exemple entièrement traité 3 — lire un graphe vitesse / profondeur

Énoncé. On dispose de la courbe donnant la vitesse des ondes P en fonction de la profondeur. On y relève trois ruptures nettes : vers 30 km (≈ 6 → ≈ 8 km/s), vers 2 900 km (≈ 13,5 → ≈ 8 km/s), vers 5 100 km (nouvelle accélération). Identifier chaque rupture et nommer les couches.

Rupture n° 1, vers 30 km. La vitesse des ondes P augmente brusquement de ≈ 6 à ≈ 8 km/s. C'est la discontinuité de Mohorovičić (Moho). Au-dessus : la croûte ; en dessous : le manteau. Sous les océans, on trouverait la même rupture, mais vers ≈ 7 km seulement.

Rupture n° 2, vers 2 900 km. Cette fois la vitesse chute, de ≈ 13,5 à ≈ 8 km/s, et les ondes S disparaissent. C'est la discontinuité de Gutenberg. Au-dessus : le manteau (solide) ; en dessous : le noyau externe (liquide).

Rupture n° 3, vers 5 100 km. Les ondes P accélèrent à nouveau : on est revenu dans un milieu solide. C'est la discontinuité de Lehmann. Au-dessus : le noyau externe (liquide) ; en dessous : la graine (solide).

Conclusion rédigée. Trois discontinuités, donc quatre milieux successivement traversés : croûte, manteau, noyau externe, graine. Le sens de la variation compte autant que son existence : la chute de Gutenberg accompagne l'entrée dans le liquide, l'accélération de Lehmann marque le retour à un milieu solide.

Exemple entièrement traité 4 — le délai \(\Delta t = t_S - t_P\)

Énoncé. Deux stations A et B enregistrent le même séisme. À la station A, l'écart entre l'arrivée des ondes S et celle des ondes P est plus grand qu'à la station B. Laquelle est la plus proche de l'épicentre ?

Étape 1 — le signe du délai. Les ondes P sont plus rapides et arrivent en premier : \(t_P < t_S\), donc \(\Delta t = t_S - t_P\) est positif.

Étape 2 — la règle. Ce délai augmente avec la distance à l'épicentre : plus le trajet est long, plus les ondes S, plus lentes, prennent du retard sur les ondes P.

Étape 3 — la comparaison. \(\Delta t_A > \Delta t_B\), donc la station A est la plus éloignée : c'est B qui est la plus proche de l'épicentre.

Conclusion rédigée. Le délai \(\Delta t = t_S - t_P\) mesuré à une station donne sa distance à l'épicentre ; en croisant plusieurs stations, on localise l'épicentre.

3. Les enveloppes : les chiffres, et ce qu'ils disent

Épaisseurs déduites de ces profondeurs : le manteau s'étend de 30 à 2 900 km, soit ≈ 2 870 km — de très loin l'enveloppe la plus épaisse. Le noyau externe fait 5 100 − 2 900 = 2 200 km, la graine 6 371 − 5 100 = 1 271 km. La croûte, elle, ne dépasse pas 70 km sous les continents et 10 km sous les océans.

Ce que les masses volumiques racontent. Dans les valeurs du cours, elles augmentent globalement vers la profondeur : ≈ 2,7 g/cm³ pour la croûte continentale (granite) et ≈ 3,0 g/cm³ pour la croûte océanique (basalte) — ces deux croûtes sont côte à côte, pas superposées —, puis 3,3 à 5,6 g/cm³ à travers le manteau (péridotite). Noter au passage que la croûte océanique, plus fine, est plus dense que la croûte continentale.

Ce que les états racontent. Solide (croûte), solide (manteau), liquide (noyau externe), solide (graine). L'alternance n'est pas une fantaisie : c'est exactement ce que les ondes imposent — les ondes S traversent le manteau (il est donc solide) puis s'arrêtent à 2 900 km (le milieu en dessous est donc liquide) ; et ce sont les ondes P qui, en ré-accélérant à 5 100 km, signalent le retour à un milieu solide, la graine.

Exemple entièrement traité 5 — associer une roche à son enveloppe

Énoncé. On donne trois roches : granite, basalte, péridotite. Associer chacune à l'enveloppe qui la caractérise, et préciser l'épaisseur ou la profondeur correspondante.

Traitement. On confronte chaque roche au tableau des enveloppes :

• Granite → croûte continentale, épaisseur 30–70 km, ≈ 2,7 g/cm³.
• Basalte → croûte océanique, épaisseur 5–10 km, ≈ 3,0 g/cm³.
• Péridotite → manteau, de 30 à 2 900 km, solide, 3,3 à 5,6 g/cm³.

Conclusion rédigée. Les trois roches nommées dans le cours correspondent aux trois enveloppes les plus externes. Plus profond, aucune roche n'est nommée : le noyau externe et la graine sont donnés en fer-nickel, ce qui n'est pas une roche mais un métal — et rappelle que ces deux enveloppes ne sont connues que par des méthodes indirectes.

4. Les deux découpages superposés

Le découpage chimique (croûte / manteau / noyau) répond à la question « de quoi est-ce fait ? ». Le découpage mécanique répond à « comment ça se déforme ? » :

• Lithosphère : enveloppe rigide et cassante = croûte + tout premier manteau solide froid. Épaisseur : 0 à ≈ 100 km. Elle est découpée en plaques tectoniques.
• Asthénosphère : zone du manteau partiellement fondue (≈ 1 % de fusion), ductile et déformable à l'échelle géologique. La lithosphère repose sur elle et peut y glisser lentement.

Attention : lithosphère ≠ croûte. La lithosphère inclut la croûte et le manteau supérieur rigide.

Exemple entièrement traité 6 — où suis-je à 80 km sous un continent ?

Énoncé. On se place à 80 km de profondeur sous un continent. Est-on dans la croûte ? dans le manteau ? dans la lithosphère ?

Étape 1 — critère chimique. Sous un continent, la croûte a une épaisseur de 30 à 70 km. À 80 km, on est donc sous la croûte : chimiquement, on est dans le manteau.

Étape 2 — critère mécanique. La lithosphère va de 0 à ≈ 100 km. À 80 km, on est donc encore dans la lithosphère, dans sa partie mantellique rigide.

Conclusion rédigée. À 80 km sous un continent, on est à la fois dans le manteau (découpage chimique) et dans la lithosphère (découpage mécanique) — et pas dans la croûte. C'est exactement la situation qui montre que lithosphère et croûte ne sont pas la même chose.

Méthode — le raisonnement complet, à appliquer tel quel

• 1. Vérifier si les ondes S sont reçues ou absentes : leur absence indique un milieu liquide sur le trajet.
• 2. Repérer la zone d'ombre des ondes P (103°–143°) : elle localise la discontinuité de Gutenberg à ≈ 2 900 km.
• 3. Sur un graphe vitesse / profondeur : chaque saut brusque de vitesse signale une discontinuité ; nommer la couche avant et la couche après.
• 4. Pour localiser l'épicentre : utiliser le délai \(\Delta t = t_S - t_P\), qui augmente avec la distance à l'épicentre.

Et dans la rédaction, faire apparaître les trois temps : ce que j'observe, la règle que j'applique, ce que j'en conclus. Une conclusion sans la règle intermédiaire ne vaut pas tous les points.

Rappel express — la leçon en un bloc

Intérieur inaccessible (Kola : 12 km sur 6 371 km de rayon) → méthodes indirectes, surtout la sismologie. Les ondes changent de vitesse et de direction à chaque interface, ce qui révèle les discontinuités.

Ondes P : vibration parallèle, solides et liquides, arrivent en premier. Ondes S : vibration perpendiculaire, solides uniquement.

Piège n° 1 — confondre croûte et lithosphère

L'erreur. Écrire « la lithosphère, c'est la croûte » ou « les plaques tectoniques sont des morceaux de croûte ».

Le fait. La lithosphère = croûte + manteau supérieur rigide, soit ≈ 100 km au total. Ce sont deux découpages différents : la croûte relève du critère chimique (composition), la lithosphère du critère mécanique (rigide et cassante).

Le test qui tranche. À 80 km sous un continent, la croûte (30–70 km) est déjà dépassée : on est dans le manteau, et pourtant toujours dans la lithosphère (0 à ≈ 100 km). Si les deux mots désignaient la même chose, ce point n'existerait pas.

Piège n° 2 — croire que le manteau est liquide

L'erreur. Écrire que la croûte flotte sur un manteau liquide, ou décrire le manteau comme du magma.

Le fait. Le manteau est solide mais ductile. La preuve est sismologique : les ondes S le traversent, et elles ne traversent que les solides.

Le mot juste. Ductile ne veut pas dire liquide : cela veut dire déformable sans se casser, à l'échelle des temps géologiques. L'asthénosphère elle-même n'est fondue qu'à ≈ 1 % : « partiellement fondue » n'est pas « liquide ».

Piège n° 3 — inverser le noyau externe et la graine

L'erreur. Écrire que la graine est liquide « puisqu'elle est au centre, donc la plus chaude ».

Le fait. C'est le noyau externe (2 900 – 5 100 km) qui est liquide. La graine (5 100 – 6 371 km) est solide : les ondes S n'y parviennent même pas, le noyau externe liquide les a déjà arrêtées à 2 900 km ; c'est la ré-accélération des ondes P à ≈ 5 100 km qui prouve le retour à un milieu solide — c'est précisément ce qui définit la discontinuité de Lehmann.

Le repère mnémotechnique. Externe = liquide, interne (la graine) = solide. Les deux sont en fer-nickel : ce n'est pas la composition qui change à 5 100 km, c'est l'état.

Piège n° 4 — intervertir P et S

L'erreur. Attribuer aux ondes S la propriété de traverser les liquides, ou les faire arriver en premier.

Le fait. P comme premières : les ondes P sont plus rapides et arrivent avant les S sur le sismogramme. Ce sont elles, et elles seules, qui traversent les liquides. Les S sont secondaires, de cisaillement, et strictement bloquées par tout liquide.

Conséquence sur le délai. \(\Delta t = t_S - t_P\) est écrit dans cet ordre parce qu'il est positif : les S arrivent après. L'écrire à l'envers, c'est annoncer un délai négatif.

Cas limites sur lesquels les questions sont construites

• La profondeur du Moho change selon l'endroit. ≈ 30 km sous les continents, ≈ 7 km sous les océans. Une question qui donne « Moho à 7 km » ne contredit pas le cours : elle indique un contexte océanique. C'est cohérent avec une croûte océanique de 5–10 km d'épaisseur.
• Deux croûtes, deux jeux de valeurs. Continentale : 30–70 km, ≈ 2,7 g/cm³, granite. Océanique : 5–10 km, ≈ 3,0 g/cm³, basalte. Ne pas appliquer les chiffres de l'une à l'autre.
• Le sens du saut de vitesse. Les ondes P n'accélèrent pas systématiquement en profondeur : elles accélèrent au Moho (≈ 6 → ≈ 8 km/s), ralentissent à Gutenberg (≈ 13,5 → ≈ 8 km/s), puis ré-accélèrent à Lehmann. Le sens de la variation fait partie de la réponse.
• La zone d'ombre est bornée des deux côtés. Elle s'étend entre 103° et 143° d'angle épicentral, ce n'est pas « au-delà de 103° ». Et c'est la zone d'ombre des ondes P.
• L'épaisseur de la lithosphère est une plage. 0 à ≈ 100 km : selon l'endroit, la part de manteau rigide varie. Donner « 100 km » comme valeur unique est une approximation, pas une définition.
• Le manteau démarre à 30 km dans les valeurs du cours — cohérent avec la croûte continentale la plus fine. Une profondeur donnée doit toujours être rattachée au contexte (continent ou océan).

Rédiger une déduction pour qu'elle compte

Une conclusion isolée (« donc le noyau externe est liquide ») rapporte rarement tous les points. Le correcteur attend la chaîne complète, en trois temps :

• 1. L'observation — « la station ne reçoit pas d'ondes S » / « la vitesse des ondes P chute de ≈ 13,5 à ≈ 8 km/s à 2 900 km ».
• 2. La règle — « or les ondes S ne se propagent que dans les solides » / « or un saut brusque de vitesse signale une interface entre deux milieux différents ».
• 3. La conclusion — « donc un milieu liquide a été traversé : le noyau externe » / « donc il existe une discontinuité à 2 900 km : Gutenberg, entre manteau et noyau externe ».

Vocabulaire à employer tel quel : discontinuité (pas « frontière »), angle épicentral, zone d'ombre, ductile, rigide et cassante, partiellement fondue. Et nommer les discontinuités : Mohorovičić (Moho), Gutenberg, Lehmann.

Auto-contrôle avant de rendre la copie

• Ai-je nommé la couche avant et la couche après chaque discontinuité ?
• Ai-je écrit « solide » pour le manteau et pour la graine, « liquide » pour le seul noyau externe ?
• Ai-je bien distingué croûte (chimique) et lithosphère (mécanique) ?
• Mes profondeurs sont-elles rattachées au bon contexte (30 km / continent, 7 km / océan) ?
• Chaque conclusion est-elle précédée de la règle de propagation qui la justifie ?

Ce que ce chapitre a établi, et qui ne bougera plus

Trois acquis à emporter tels quels :

• Le globe est stratifié. Croûte (continentale : 30–70 km, granite, ≈ 2,7 g/cm³ ; océanique : 5–10 km, basalte, ≈ 3,0 g/cm³), manteau (30 – 2 900 km, péridotite, solide, 3,3 à 5,6 g/cm³), noyau externe (2 900 – 5 100 km, liquide, fer-nickel), graine (5 100 – 6 371 km, solide, fer-nickel).
• Trois discontinuités le découpent. Moho (croûte / manteau), Gutenberg (≈ 2 900 km, manteau / noyau externe), Lehmann (≈ 5 100 km, noyau externe / graine).
• Un second découpage se superpose au premier. Lithosphère rigide et cassante (0 à ≈ 100 km, découpée en plaques tectoniques) sur asthénosphère ductile (≈ 1 % de fusion), sur laquelle la lithosphère glisse lentement.

La vraie leçon : connaître sans voir

Au-delà des couches, ce chapitre installe une méthode, et c'est elle qu'on te redemandera : quand l'objet est inaccessible, on l'atteint par un signal qui l'a traversé.

La chaîne complète tient en trois maillons : une propriété physique connue (les ondes S ne se propagent que dans les solides ; les ondes changent de vitesse et de direction à chaque interface), une mesure faite à la surface (S absentes, zone d'ombre des P entre 103° et 143°, sauts de vitesse), et une conclusion sur un milieu qu'on ne verra jamais (un liquide à 2 900 km de profondeur).

C'est ce raisonnement, et pas la liste des profondeurs, qui fait la valeur du chapitre. Il se transpose partout où l'objet d'étude est hors de portée.

Le fil qui continue : lithosphère, plaques, mouvements

Le découpage mécanique n'a pas été introduit pour le plaisir de doubler le vocabulaire. Il pose exactement les pièces dont la suite du programme a besoin :

• Une lithosphère rigide et cassante, donc capable de se rompre — c'est ce qui permet qu'elle soit découpée en plaques tectoniques.
• Une asthénosphère ductile et déformable à l'échelle géologique — c'est ce qui permet à ces plaques de glisser lentement dessus.
• Un contraste de densité déjà mesuré entre croûte continentale (≈ 2,7 g/cm³) et croûte océanique (≈ 3,0 g/cm³) : deux croûtes qui ne se ressemblent ni par l'épaisseur, ni par la roche, ni par la densité.

Retiens ces trois éléments comme un ensemble : rigide sur ductile, découpé en plaques, avec deux types de croûte. La suite se construit dessus.

Les questions que ce cours laisse ouvertes

Un bon chapitre se reconnaît aux questions qu'il rend formulables. Celles-ci, tu peux déjà les poser proprement — les réponses viendront plus tard :

• Qu'est-ce qui met les plaques en mouvement ? Le cours établit qu'elles glissent lentement sur l'asthénosphère ; il ne dit pas ce qui les pousse.
• Pourquoi le noyau externe est-il liquide alors que la graine, plus profonde encore, est solide ? Même composition (fer-nickel), état différent : le paramètre qui bascule n'est donc pas la nature de la matière.
• Que change le contraste de densité entre les deux croûtes ? 2,7 contre 3,0 g/cm³ : quelle conséquence sur le comportement des plaques qui les portent ?
• Comment sait-on que le noyau est en fer-nickel ? Aucun échantillon n'en est remonté ; la sismologie donne l'état et la profondeur, pas directement la composition. Quel autre type d'argument faut-il ?
• Que se passe-t-il exactement aux limites entre plaques ? Le chapitre livre les plaques ; il ne dit rien encore de ce qui arrive là où elles se rencontrent.

Les valeurs à garder en mémoire pour la suite

Et les trois profondeurs charnières : Moho (≈ 30 km sous les continents, ≈ 7 km sous les océans), Gutenberg (≈ 2 900 km), Lehmann (≈ 5 100 km). Plus l'épaisseur de la lithosphère : 0 à ≈ 100 km.

Les réflexes à conserver

• Devant une observation sismique, chercher d'abord les ondes S : présentes → solide, absentes → liquide sur le trajet.
• Devant un graphe vitesse / profondeur, chercher les sauts brusques, et nommer systématiquement la couche avant et la couche après.
• Devant une profondeur, demander « sous un continent ou sous un océan ? » avant de répondre.
• Devant les mots « croûte » et « lithosphère », se rappeler qu'ils appartiennent à deux découpages différents : composition d'un côté, comportement mécanique de l'autre.
• Devant une distance à l'épicentre, penser au délai \(\Delta t = t_S - t_P\), qui augmente avec la distance.