E1 Structure interne de la Terre

Topique

La structure interne de la Terre est principalement comprise grâce à la vitesse de propagation des ondes sismiques à travers son intérieur. Les ondes de compression peuvent se propager aussi bien dans les solides que dans les fluides, tandis que les ondes de cisaillement ne peuvent se propager que dans les solides. C'est précisément cette différence qui a permis aux scientifiques d'identifier le noyau externe de la Terre comme étant liquide : les ondes de cisaillement ne peuvent tout simplement pas le pénétrer.

Il existe une discontinuité sismique très marquée qui sépare la croûte du manteau, où la vitesse des ondes sismiques passe brusquement d'une valeur à une autre. Cette discontinuité se situe généralement à une profondeur de sept kilomètres sous les océans, de trente-cinq kilomètres sous les continents, et s'étend jusqu'à soixante-dix kilomètres de profondeur sous les grandes chaînes de montagnes, où la croûte est plus épaisse.

La pression lithostatique augmente avec la profondeur car chaque couche de roche supplémentaire ajoute son propre poids à celui de toutes les couches situées au-dessus. Cette pression atteint environ 135 gigapascals à la limite entre le manteau et le noyau, et environ 363 gigapascals au centre même de la Terre.

Une relation mathématique bien établie permet d'estimer le profil de densité adiabatique de l'intérieur de la Terre en intégrant les vitesses sismiques mesurées à différentes profondeurs. Cette même relation constitue le fondement du modèle sismologique de référence standard utilisé aujourd'hui pour décrire la structure complète de la Terre.

La différenciation planétaire primordiale est à l'origine de cette structure : le fer et le nickel, plus denses, se sont séparés sous l'effet de la gravité pour converger vers le centre de la planète et former le noyau, tandis que les silicates, plus légers, sont remontés vers la surface pour former la croûte. L'héritage direct de cette différenciation planétaire primordiale est la structure concentrique de la croûte, du manteau et du noyau que les ondes sismiques continuent de révéler aujourd'hui, et qui est à l'origine de cette description.

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