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LEXIQUE GEODYNAMIQUE INTERNE Accrétion océanique : création de croûte océanique au niveau des dorsales. La création est rapide dans l’océan Pacifique (jusqu’à 16 cm/an) qui est bordée de zones de subduction et lente dans l’Atlantique (2 cm/an en moyenne) qui est bordé de marges passives. L’accrétion crée une lithosphère océanique constituée de haut en bas par une croûte océanique (basaltes surmontant des gabbros) séparée par le MOHO de la base de la lithosphère mantellique constituée de péridotites. L’isotherme 1350°C, définissant approximativement la frontière entre lithosphère et asthénosphère océaniques, se situe à 8 km au voisinage de la zone d’accrétion et à 80 km sous les plaines abyssales. Accrétion planétaire : création de planète par collision et agglomération de corps. C’est par une telle accrétion que se sont formées les différentes planètes dont la Terre, il y a 4.55 milliards d’années. Achondrite : météorite différenciée constituée de matériaux équivalents à ceux du manteau et de la croûte de la Terre. Les achondrites témoignent d’une différenciation qui a conduit à ces roches et à des roches riches en fer que l’on retrouve dans les météorites de fer comparables à la composition du noyau de notre Terre. Les achondrites s’opposent aux chondrites primitives et non différenciées dont la composition correspond à une moyenne de la Terre globale et où silicates et minéraux contenant du fer ne sont pas séparés. Amorphe : Matière où les atomes ne présentent aucun ordre ni répétition précise, quelque soit l’échelle. S’oppose donc à cristallin. C’est la caractéristique majeure du verre. Anomalie magnétique : valeur du champ magnétique mesurée au dessus des basaltes océaniques supérieure ou inférieure à celle du seul champ magnétique terrestre. Au champ magnétique actuel s’ajoute ou se retranche l’intensité du champ magnétique fossilisé par les basaltes au moment de leur refroidissement, lors du franchissement du point de Curie. Au cours des temps géologiques, « l’aimant terrestre » s’est inversé de très nombreuses fois, inversant pôle Nord et pôle Sud. Les périodes où le champ magnétique terrestre avait la même orientation qu’aujourd’hui sont à l’origine d’anomalies positives du champ (représentées en zébrures noires sur les cartes) et à l’inverse, les périodes de champ inversé à l’origine d’anomalies négatives (représentées en blanc). Ces anomalies constituent des bandes parallèles et symétriques qui représentent un des arguments les plus percutants en faveur de l’accrétion et de la création de lithosphère océanique par double « tapis roulant ». Arc volcanique : chapelet d’îles volcaniques en arc de cercle caractéristique des zones de subduction. La déshydratation de la plaque plongeante subductée provoque la genèse de magma au sein de l’asthénosphère encaissante et la remontée de magma à l’origine de ces îles.

Astéroïdes : corps rocheux de taille très variée (du grain de poussière à des blocs jusqu'à 1000 km) gravitant autour d'une étoile. Des collisions entre astéroïdes ou le passage d’une planète massive comme Jupiter peuvent les faire dévier de leur orbite, entrer en collision avec des planètes –on parle alors de météorites- et former des cratères. Les astéroïdes se trouvent dans une ceinture entre Mars et Jupiter ainsi que dans la ceinture de Kuiper au delà de Neptune. Cérès est le plus gros des astéroïdes avec 950 km de diamètre et a été renommé planète naine comme désormais Pluton. La chute de météorites majeures a vraisemblablement été à l’origine de grandes crises biologiques sur Terre. Le météorite de Chicxulub au Mexique daté de 65 MA est sans doute un facteur déterminant dans la crise K-T (Crétacé-Tertiaire). Asthénosphère : couche du manteau supérieur surmontée par la lithosphère. Elle est constituée par la partie basse du manteau supérieur (la partie haute du manteau supérieur fait partie de la lithosphère). La pression et la température -qui dépasse l’isotherme 1350°C- font que les roches, pourtant solides, acceptent les déformations de façon souple. Il ne s’y produit donc pas de cassure ni de séismes. Les ondes sismiques sont dans un premier temps légèrement ralenties (cf LVZ). Elle est composée de roches nommées péridotites. Il s’y produit des mouvements de convection responsables entre autres des mouvements des plaques lithosphériques situées au dessus d’elle. Basalte : Principale roche magmatique volcanique, de couleur sombre, emblématique du domaine océanique. C’est la plus répandue sur Terre car elle constitue le toit (si on excepte les sédiments) de toutes les plaques océaniques. Les 60 000 km de dorsales génèrent environ 2.5 km3 de basalte par an. Cette roche est issue, comme toute roche volcanique, d’un refroidissement rapide créant une fraction vitreuse englobant des cristaux de grande taille (phénocristaux) ou de petite taille en baguettes (microlithes). Le basalte est essentiellement composé de feldspaths plagioclases calciques, de pyroxènes et d’olivine. Ce sont des roches sombres pauvres en silice (environ 50% de SiO2) et donc basiques, mais riches en fer, magnésium et calcium. Champ magnétique terrestre : Champ généré par le noyau ferreux de la Terre, repérable par une boussole dont l’aiguille s’oriente Sud-Nord, pointant vers le pôle Nord magnétique. Son intensité est variable selon la position sur le globe (45 000 nanotesla au Sud de la France, 47 000 nanotesla au Nord de la France). La déclinaison est l’angle existant entre les horizontales qui pointent vers le pôle Nord magnétique et le pôle Nord géographique. Au pôle Nord magnétique, l’aiguille pointe vers le bas (ligne du chmap magnétique verticale). L’inclinaison est l’angle entre les lignes du champ magnétique et l’horizontale du lieu. Le pôle Nord magnétique se déplace constamment (en ce moment vers le nord est et la Sibérie d’environ 55km par an). Il se trouve actuellement dans les territoires du Grand Nord canadien (en 2007 83°57′00″N121°01′12″O cliquer et choisir Logiciels externes GOOGLE EARTH ) soit à 673 km du pôle Nord géographique. On appelle « paléopôle » le pôle Nord magnétique régnant à l’époque étudiée. Le champ magnétique existant lors de l’émission de la lave est fossilisé. Les migrations du paléopôle représente un argument fort attestant de la tectonique des plaques. Convection : Du fait de la chaleur interne du globe (radioactivité ajoutée à la chaleur résiduelle datant de la formation par accrétion planétaire) et des différences de densité, des mouvements de roches se font. Ces mouvements peuvent se faire au sein des

roches liquéfiées du noyau externe mais aussi du manteau solide : les roches ductiles permettent des déformations des réseaux cristallins sans rupture et, sur des millions d’années, des mouvements de convection tels ceux observés dans les fluides. Ces mouvements de convection sont à l’origine de la mobilité de la lithosphère et de l’accrétion océanique. Cristal : solide caractérisé par un agencement régulier de ses atomes et la répétition d’un motif. Selon le motif répété, on distingue sept systèmes cristallins : le système cubique, quadratique, orthorhombique, monoclinique, triclinique, rhomboédrique et hexagonal. Cristallisation fractionnée : c’est le franchissement du liquidus vers la phase mixte solide + liquide (le plus souvent par baisse de la température mais aussi parfois par augmentation de la pression ) et l’apparition progressive de cristaux au sein d’un magma initialement totalement fondu. Les premiers minéraux qui apparaissent tombent au fond de la chambre magmatique et par leur apparition modifient la composition chimique du magma qui a tendance à devenir de plus en plus riche en silice. Les séries de Bowen définissent les associations minéralogiques que l’on peut observer. Quatre grands types de roches magmatiques sont décrites : ultrabasiques (péridotites), basiques (basaltes/gabbros), intermédiaires (andésites/diorites) et acides (rhyolites/granites). Quartz, muscovite, orthose que l’on peut trouver dans un granite sont impossibles à trouver au sein d’une péridotite. A l’inverse, aucune olivine ne peut s’imaginer au sein d’un granite. Cristallisation fractionnée et migration du magma peuvent néanmoins faire évoluer considérablement la chimie du magma et donc les minéraux produits (toujours dans le sens d’une plus grande acidité néanmoins). Croûte : partie la plus superficielle du globe terrestre. Elle est limitée à sa base par le MOHO. Si l’on occulte les sédiments et roches sédimentaires qui les surmontent, l’épaisseur de la croûte varie de 7 km en moyenne dans le domaine océanique à une moyenne de l’ordre de 30 km dans le domaine continental avec 50-60-70 km au maximum sous les plus hautes chaînes de montagne. Croûte océanique : mince et de densité moyenne 2.9, elle a une structure relativement simple et homogène avec des basaltes surmontant des gabbros. Elle est donc composée de roches magmatiques. Elle est toujours « jeune » et âgée de moins de 180 millions d’années, la lithosphère océanique qui la porte s’épaississant avec le temps et étant condamnée à subducter. Croûte continentale : épaisse et de densité moyenne 2.7, elle est de structure plus complexe car elle a été soumise à de multiples mouvements tectoniques et est beaucoup plus hétérogène. On y retrouve des roches magmatiques comme granites et andésites mais aussi des roches métamorphiques comme gneiss et éclogites. Densité : c’est une valeur sans unité, rapport de la masse d’un corps divisé par la masse du même volume d’eau. Elle est parfaitement égale à la masse volumique qui elle s’exprime en g/cm3 ou t/m3. La densité moyenne de la Terre est de 5.52. Pour plus de détails sur la densité des roches au sein du globe, voir ci-dessous diagramme P-T. Diagramme P-T : graphe qui représente l’état d’un corps et ses changements d’état en fonction de la pression et de la température. Dans les premiers 250km du globe

terrestre, la pression augmente avec la profondeur d’environ 25 000 bars tous les 80 km (on rappelle que dans l’eau c’est d’un bar tous les 10 m soit d’environ 3 fois moins, l’eau étant à peu près 3 fois moins dense). La densité atteint 1 350 000 bars au niveau du Gutenberg et 3 600 000 bars au centre de la Terre. Pour la température, voir gradient géothermique. Sur les diagrammes P-T de la péridotite se trouvent deux droites, celle du solidus qui sépare une péridotite totalement solide d’une péridotite partiellement fondue et celle du liquidus qui sépare une péridotite partiellement liquide d’une péridotite totalement fondue. Dorsales : chaînes de montagne médio-océaniques caractérisées par des altitudes plus élevées de 1000-1500-2000m par rapport à celles de plaines abyssales. Les dorsales courent le long de 60 000 km au sein des trois grands océans mondiaux. Elles sont découpées par des failles transformantes. En leur cœur se situe la zone d’accrétion océanique ou la croûte océanique naît par « double-tapis roulant ». Les dorsales rapides longues d’environ 15 000 km (cf Pacifique) génèrent jusqu’à 16 cm/an de croûte alors que les dorsales lentes (cf Atlantique) génèrent en moyenne 2.2 cm/an. Certaines dorsales possèdent un rift(Atlantique), d’autres pas(Pacifique). Ductile : caractéristique d’une roche qui se déforme sans rupture ni cassure. Les péridotites de l’asthénosphère sont ductiles contrairement à celles cassantes de la lithosphère. Échelle des temps géologiques : Échelle de datation des évènements géologiques et des fossiles. Elle est subdivisée en éons, ères et en étages. Épicentre : C’est le point en surface situé à la verticale de l’hypocentre. C’est la zone la plus touchée par les ondes et où l’intensité du séisme est la plus grande. Ère : Grande subdivision de l’échelle des temps géologiques. On retiendra les temps « Précambriens » de 4.55 GA jusqu’à 540 MA (divisé en 3 éons : Hadéen, Archéen Protérozoïque et 7 Ères) puis 1 éon caractérisé par l’explosion de la Vie et composé des 3 Ères majeures : l’Ère Primaire ou Paléozoïque de 540 MA à 250 MA (subdivisée en Cambrien + Ordovicien + Silurien + Dévonien + Carbonifère + Permien) puis l’Ère secondaire ou Mésozoïque de 250 MA à 65 MA (subdivisée en Trias + Jurassique + Crétacé) puis l’Ère tertiaire ou Cénozoïque de 65MA à 4MA(subdivisée en Paléocène + Eocène +Oligocène + Miocène + Pliocène) et enfin parfois l’ère quaternaire de 2.5 MA à nos jours (subdivisée en Pléistocène et depuis 12 000 ans l’Holocène) qui correspond à l’avènement de la lignée humaine. Cette ère quaternaire est souvent englobée dans l’ère Cénozoïque. Faille : Fracture tectonique de la croûte le long de laquelle se font des déplacements de deux compartiments, à l’origine de séismes. On distingue les failles normales (extension), les failles inverses (compression) et les failles décrochantes (coulissement). La faille est sénestre (déplacement vers la gauche) ou dextre (vers la droite) selon le déplacement du compartiment situé en face. Failles transformantes : Failles qui découpent les dorsales et concentrent les séismes entre deux tronçons de dorsale du fait du mouvement contraire des 2 plaques

lithosphériques nouvellement formées. Ces failles, légèrement courbes, ont toutes même pôle eulérien (un pôle eulérien étant un centre de rotation permettant de décrire des mouvements - ici de plaques - à la surface d'une sphère - ici la Terre -). Les failles transformantes représentent un argument de poids dans le modèle d’accrétion océanique et de déplacement de plaques lithosphériques rigides. Fosse océanique : Fosse allongée et étroite présente dans les zones de subduction ou d’accrétion. Dans le cas de subduction, les plus grandes profondeurs océaniques y sont observées avec un « maximum » de -11 034 m pour la fosse des Mariannes dans le Pacifique Ouest, à proximité de l’île de Guam. Des fosses océaniques, beaucoup moins profondes, sont aussi observées dans les zones d’accrétion au cœur des rides médioocéaniques des dorsales. Fumeur noir : Phénomène bio géochimique très spectaculaire et important. C’est l’émission au sommet de cheminées et au cœur des dorsales, à des profondeurs de 2500 à 3500 m, de liquides noirs chauffés très acides (pH 3.5), à 400-450°C et chargés lors de leur circulation dans la jeune croûte océanique de multiples éléments dont du soufre, des métaux comme le fer, manganèse, zinc, cuivre …Les émissions des fumeurs noirs sont générées par la circulation d’eau marine qui s’infiltre à distance, circule en se chargeant de multiples matières, se réchauffe au voisinage de la chambre magmatique et ressort au centre de la ride. Autour des fumeurs noirs actifs se développent des écosystèmes « extraordinaires » car non basés sur la lumière et la photosynthèse mais sur la chimiosynthèse. Des bactéries thermophiles tirent leur énergie de l’oxydation de H2S et sont à la base de réseaux trophiques spectaculaires avec des animaux souvent géants tels des vers Vestimentifères (Riftia pachyptila) (qui établissent une symbiose avec les bactéries), des vers Annélides( Alvinella), des Gastéropodes, des Bivalves (Bathymodiolus) , des Crustacés (Galathea), des Poissons (Zoarcidés). La biomasse est, dans ces oasis de vie, plus de mille fois supérieure à celle des plaines abyssales environnantes. Fusion partielle : C’est le franchissement du solidus vers la phase mixte solide+liquide. Ce phénomène affecte les péridotites asthénosphériques au niveau des zones d’accrétion. La brusque remontée de l’isotherme 1350°C combinée à une baisse de la pression provoque la fusion d’une partie de la péridotite, environ 15% d’après la composition chimique du magma engendré. Ce magma de composition chimique basaltique engendrera les basaltes en surface et les gabbros en profondeur, les deux roches de la croûte océanique nouvellement formée. La péridotite non fondue générera la péridotite résiduelle, socle de la plaque nouvellement formée. La fusion partielle se produit aussi au niveau des zones de subduction et affecte les péridotites asthénosphériques de la plaque encaissante, qui, hydratées par la plaque subductée, fondent partiellement et engendre des magmas de composition andésitique. Gabbro : Principale roche magmatique plutonique, emblématique du domaine océanique. C’est la plus répandue sur Terre car elle constitue le plancher de toutes les plaques océaniques. Les 60 000 km de dorsales génèrent environ 20 km3 de gabbro par an. Elle est issue, comme toute roche plutonique, d’un refroidissement lent du magma formé dans les zones d’accrétion. Le gabbro a la même composition que le basalte qui le surmonte et est essentiellement composé de feldspaths plagioclases calciques, de pyroxènes et d’olivine. Ce sont des roches sombres pauvres en silice (environ 50% de SiO2) et donc basiques, mais riches en fer, magnésium et calcium.

GPS : Global Positioning System. Ensemble de 30 satellites situés à 20 000 km de la Terre permettant - grâce à au moins 3 ou 4 satellites - de localiser précisément un objet quelconque à n’importe quel endroit de la surface de la Terre : latitude, longitude et altitude. La précision désormais atteinte par ce positionnement de l’ordre du millimètre permet, par le biais de multiples balises ou bornes GPS (plus de 2000) -, d’étudier le mouvement des plaques lithosphériques, le jeu des failles lors des séismes…Voir GPS Time series de la NASA. La confrontation des résultats obtenus ou « vitesses instantanées » avec les résultats obtenus par géologie classique révèle une excellente corrélation des mouvements et des vitesses calculées (modèle DORIS sur 7 ans vs modèle NUVEL1 sur 2 millions d’années). Gradient géothermique : Augmentation de la température avec la profondeur. Bien connu des mineurs… La température augmente d’environ 3.3°C tous les 100m. Selon les zones géographiques, le gradient géothermique peut être beaucoup plus intense comme dans les zones d’intense volcanisme. En Islande, le gradient géothermique peut atteindre 15 à 30°C tous les 100 m ce qui rend la géothermie basse profondeur très rentable. La température continue à croître avec la profondeur pour atteindre 1600°C à 670km de profondeur (limite manteau supérieur-inférieur) et 3800°C au niveau du Gutenberg et 6000°C au centre de la Terre. Graine : Zone centrale du noyau terrestre, située à 5150 km de profondeur. La pression est telle que, malgré la température supérieure à 4700°C, le matériau à prédominance ferreuse se solidifie. La discontinuité de Lehman marque le début de la graine avec petit saut de la densité (12.1 à 12.8). Granite : Principale roche magmatique plutonique, emblématique du domaine continental. Elle est issue, comme toute roche plutonique, d’un refroidissement lent créant une structure totalement cristallisée ou « grenue », elle se présente sous forme d’un ensemble de grains correspondant aux divers minéraux cristallisés. Le granite est essentiellement composé de quartz, feldspaths (orthose et plagioclases), micas (biotite) et quelques amphiboles. Ce sont des roches aux teintes variées mais toujours acides et riches en silice (environ 70% de SiO2), aluminium, potassium et pauvre en magnésium. L’érosion des terrains situés au dessus du pluton permet de l’observer à l’affleurement comme en Bretagne. Les rhyolites sont les roches volcaniques de composition similaire aux granites. Granitoïdes : Ensemble de roches de la famille du granite. El Capitan et Half Dome dans le parc de Yosemite en Californie sont deux massifs parmi les plus grands et les plus célèbres. Gutenberg : Principale discontinuité du globe terrestre qui sépare le manteau inférieur du noyau externe liquide ferreux. Elle est située à environ 2900 km de profondeur (2881km selon le modèle PREM). A sa traversée, les ondes P se réfractent en se rapprochant de la verticale (passage de 13,7 à 8.1 km/sec). Le Gutenberg et le noyau externe liquide sont à l’origine de la zone d’ombre sismique. Hypocentre : C’est le point central d’un séisme, l’origine de la rupture, d’où partent les ondes sismiques. Il est situé à une plus ou moins grande profondeur (0-70 km pour les séismes superficiels, 70-300 km pour les intermédiaires, 300-800 km pour les

séismes profonds). L’épicentre est le point en surface situé à la verticale de l’hypocentre. Intensité : Sur l’échelle de Mercalli graduée de I à XII, l’intensité décrit ce qui a été ressenti et vécu en surface lors du séisme. Pour une intensité de I, le séisme n’est ressenti que par des instrum...