La Terre est composée de plusieurs couches internes. L'étude de la répartition des séismes et des volcans a permis de mettre en évidence l'organisation de la surface terrestre en plaques lithosphériques. Les mouvements convergents ou divergents de ces plaques provoquent des séismes et/ou des éruptions volcaniques : les séismes sont provoqués par une rupture des roches en profondeur qui produit des ondes ; les éruptions volcaniques ont pour origine une remontée de magma.
La structure et l'organisation de la surface terrestre
La structure interne de la Terre est composée d'une croûte terrestre, d'un manteau et d'un noyau. La surface terrestre est organisée en plaques lithosphériques.
La structure de la Terre
La Terre est structurée en plusieurs couches : à la surface, la croûte terrestre, sous la croûte le manteau et au centre un noyau.
Il existe deux types de croûte terrestre :
- la croûte continentale, très hétérogène ;
- la croûte océanique, plutôt homogène.
Le manteau est situé sous la croûte terrestre. Il fait près de 2 800 kilomètres d'épaisseur. On différencie :
- le manteau supérieur ;
- le manteau inférieur.
Le noyau est au centre, il est essentiellement constitué de fer.
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L'organisation de la Terre
La Terre est organisée en plaques qui bougent : c'est ce que l'on appelle la tectonique des plaques. On distingue deux zones importantes à l'origine du mouvement de ces plaques : la lithosphère et l'asthénosphère. Les plaques qui bougent sont constituées de lithosphère, on les appelle des plaques lithosphériques.
Lithosphère
La lithosphère correspond à la couche rigide située à la surface de la Terre. Elle contient la croûte terrestre et une partie du manteau supérieur.
Asthénosphère
L'asthénosphère est située sous la lithosphère et contient une partie du manteau supérieur. Elle est moins rigide que la lithosphère.
Entre la lithosphère et l'asthénosphère, on observe une zone de déplacement des plaques lithosphériques.
Plaque lithosphérique
Une plaque lithosphérique est une zone de la surface terrestre délimitée par une forte activité sismique et volcanique. Elle est constituée de lithosphère. Il existe des plaques lithosphériques océaniques et des plaques lithosphériques continentales.
Les plaques lithosphériques se déplacent avec une vitesse de quelques centimètres par an. L'étude des mesures GPS (Global Positionning System) effectuées entre les plaques permettent de mettre en évidence deux types de mouvement :
- le rapprochement de deux plaques : on parle de zone de convergence ;
- l'écartement de deux plaques : on parle de zone de divergence.
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Les séismes
Les séismes sont des tremblements de terre qui caractérisent l'activité interne du globe. Les ondes sismiques sont à l'origine des séismes. On peut étudier et mesurer les effets d'un séisme.
Définition et localisation des séismes
Les séismes sont des manifestations de l'activité interne du globe. Ils ont des épicentres qui correspondent à l'endroit où le séisme est le plus ressenti. La localisation des séismes n'est pas aléatoire à la surface de la Terre, certaines zones sont plus touchées que d'autres.
Séisme
Un séisme est un tremblement de terre. Il se caractérise par des secousses brèves et brutales qui peuvent provoquer des dégâts importants (destruction, morts) et modifier le paysage.
Le 12 octobre 2010, en Haïti, un séisme a fait environ 230 000 morts.
Épicentre
L'épicentre est le lieu en surface où le séisme est le plus fortement et le plus tôt ressenti.
En Haïti, l'épicentre était situé à 25 kilomètres de Port-au-Prince, la capitale.
Les séismes sont géolocalisés à des endroits précis du globe.
Le pourtour de l'océan Pacifique (contour de la plaque Pacifique) et la ceinture des Antilles (contour de la plaque Caraïbe) génèrent 80 % de la sismicité mondiale.
Les autres séismes sont répartis le long de chaînes de montagnes sous-marines (appelées dorsales océaniques) et au niveau de chaînes de montagnes (comme les Alpes, l'Himalaya, etc.).
L'origine du séisme : les ondes sismiques
Les ondes sismiques sont à l'origine des séismes. Ce sont des ondes qui se propagent jusqu'à la surface terrestre à la suite du mouvement des plaques lithosphériques.
Onde sismique
Une onde sismique est une vibration terrestre qui se propage jusqu'à la surface de la Terre.
Au niveau des plaques lithosphériques, avec le mouvement des plaques, les blocs rocheux accumulent de l'énergie. Ils se déforment et finissent par casser au niveau d'une zone plus fragile appelée « faille ». L'énergie accumulée est ainsi libérée sous forme d'ondes sismiques. Ces vibrations proviennent du point de rupture, que l'on appelle « foyer ». Elles se propagent dans toutes les directions. Arrivées à la surface du globe, à l'épicentre du séisme, elles provoquent un séisme et déforment le paysage.
L'étude et la mesure des séismes
On peut étudier les séismes. Cela permet d'évaluer leur intensité et de calculer leur magnitude. On peut alors comprendre leurs origines et prévoir leurs conséquences.
Tous les jours, les séismes sont étudiés. Il existe un réseau mondial qui répertorie toutes les caractéristiques et enregistre tous les séismes grâce à des stations. Il s'agit du réseau Geoscope.
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On évalue l'intensité des séismes. L'intensité d'un séisme correspond aux effets ressentis ou observés par les êtres humains sur l'environnement.
- Les séismes très faibles ne sont pas ressentis du tout par les êtres humains.
- Les séismes sont ressentis par les êtres humains qui se sentent secoués et peuvent perdre l'équilibre.
- Les séismes les plus forts empêchent complètement de se tenir debout et peuvent éjecter des personnes.
Pour évaluer ces effets, il est possible de réaliser des cartes d'intensité sismique. Plus les villes sont situées près de l'épicentre, plus les effets ressentis sont importants.
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On peut également calculer la magnitude d'un séisme.
Magnitude
La magnitude correspond à l'énergie libérée au moment du séisme. On peut mesurer la magnitude grâce à l'échelle de Richter.
La magnitude du séisme de Kobe au Japon est de 6,9 sur l'échelle de Richter.
Pour étudier un séisme, les scientifiques enregistrent les ondes sismiques à l'aide d'un sismographe. Les graphes obtenus sont appelés « sismogrammes ».
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Les volcans
Les volcans peuvent être à l'origine d'éruptions volcaniques qui caractérisent l'activité interne du globe. Ils sont localisés sur des zones précises de la surface terrestre. Les éruptions volcaniques sont la conséquence d'une remontée de magma en surface sous l'effet de la pression des gaz qu'il contient. La formation des volcans se fait petit à petit, au fil des éruptions volcaniques.
Définitions
Le volcan est une « montagne » qui a une activité volcanique, c'est-à-dire qu'il peut entrer en éruption. De la lave s'écoule alors. L'édifice volcanique est la partie visible du volcan. Le magma, situé en profondeur, est à l'origine de la lave.
Volcan
Un volcan est un édifice formé par l'accumulation de matériaux volcaniques au fur et à mesure des éruptions.
Éruption volcanique
Une éruption volcanique est un phénomène géologique lors duquel on peut observer des émissions de matière au niveau d'un volcan.
Lave
La lave est de la roche fondue et dégazée qui est émise à la surface d'un volcan. Elle peut former des coulées si elle est fluide.
Édifice volcanique
L'édifice volcanique est la partie visible du volcan.
Magma
Le magma est un mélange de roches en fusion et de gaz. Il est situé en profondeur. Une fois en surface et dégazé, il donne de la lave.
La localisation des volcans
Les volcans sont répartis le long des dorsales océaniques, des fosses océaniques et des chaînes de montagnes, de la même manière que les foyers sismiques.
Dorsale océanique
Une dorsale océanique est une longue chaîne de montagnes sous-marines.
Il s'agit d'une immense chaîne volcanique d'environ 1 000 kilomètres de largeur, dont la crête est à une profondeur moyenne de 2 500 mètres sous la surface des eaux, qui serpente dans les océans sur une longueur d'environ 65 000 kilomètres.
Fosse océanique
Une fosse océanique est un relief océanique très profond.
La fosse des Mariannes, située dans l'océan Pacifique, a une profondeur de 10 994 mètres.
L'origine des éruptions volcaniques
Les éruptions volcaniques sont liées à la dynamique interne de la Terre. Les éruptions volcaniques effusives ont lieu au niveau des zones de divergence, tandis que les éruptions volcaniques explosives ont lieu au niveau des zones de convergence. Lors d'une éruption volcanique, on observe toujours la même chronologie.
Les éruptions volcaniques effusives produisent essentiellement :
- des coulées de lave fluide ;
- des panaches volcaniques ;
- des pluies de cendres ;
- des bombes volcaniques.
Le volcanisme effusif est localisé au niveau des zones de divergence comme les dorsales océaniques.
Les éruptions volcaniques explosives sont caractérisées par :
- de fortes explosions ;
- un panache volcanique ;
- des pluies de cendres ;
- des nuées ardentes ;
- la production d'une lave très visqueuse qui forme un dôme.
Le volcanisme explosif se localise essentiellement au niveau des zones de convergence lithosphérique près des fosses océaniques.
La chronologie des événements à l'origine des éruptions volcaniques est toujours la même :
- D'abord, il y a une fusion partielle des roches en profondeur : elles passent de l'état solide à l'état liquide.
- On observe ensuite le stockage du magma dans des réservoirs magmatiques appelés « chambres magmatiques » (ce sont des poches de magma situées à plusieurs kilomètres de profondeur sous un volcan).
Enfin, il y a une remontée en surface du magma par la cheminée volcanique, sous l'effet de la pression des gaz qu'il contient, qui conduit à l'éruption volcanique.
- Lorsque le magma est fluide, les gaz peuvent remonter facilement en emportant la matière en surface. On peut observer des coulées de lave.
- Lorsque le magma est plus visqueux, les gaz remontent difficilement, s'accumulent et provoquent la formation de dômes. Sous l'effet des pressions croissantes, les dômes peuvent exploser.
La formation des volcans
Les volcans se forment au fur et à mesure des éruptions volcaniques, par superposition des produits émis par le volcan. La formation des volcans est différente selon le type d'éruption volcanique.
Lors des éruptions effusives, les produits émis par le volcan peuvent être :
- des coulées de lave, qui sont à l'origine de la formation de basalte ;
- des émissions de gaz ;
- des projections de petits fragments de lave solidifiée et remplis de bulles : les scories ;
- des projections de blocs de lave : les bombes.
Tous ces produits se superposent pour construire le volcan. L'accumulation des matériaux émis lors des éruptions effusives forme des cônes. Ils sont caractérisés par la présence de cratères.
Le Piton de la Fournaise à La Réunion est un cône.
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Lors des éruptions explosives, les produits émis par le volcan peuvent être :
- de la lave visqueuse, qui forme des andésites ;
- des nuées ardentes : elles sont composées de lave, de blocs et de gaz brûlants qui dévalent les pentes du volcan ;
- la projection de blocs de différentes tailles et de cendres ;
- l'émission de gaz ;
- des explosions violentes pouvant détruire l'édifice volcanique.
Tous ces produits se superposent pour construire le volcan. L'accumulation lente d'une lave visqueuse forme un dôme. Son sommet est arrondi. Si une explosion a eu lieu, on peut observer un cratère d'explosion.
Avant l'explosion, la montagne Pelée, volcan situé en Martinique, formait un dôme.
