La structure interne de la Terre : un modèle en couches
Plongeons au cœur de notre planète pour découvrir ce qui se cache sous nos pieds !
Introduction
Imagine que tu veux savoir ce qu'il y a dans un cadeau sans l'ouvrir. Tu pourrais le secouer, l'écouter, le peser... Pour la Terre, c'est pareil ! On ne peut pas creuser jusqu'au centre (à 6 371 km de profondeur), mais les scientifiques ont trouvé une astuce : étudier les ondes sismiques produites par les tremblements de terre.
Comment peut-on savoir ce qu'il y a à l'intérieur de la Terre sans jamais y être allé ?
1🔍 Une enquête géologique : les ondes sismiques
Lors d'un séisme, de l'énergie est libérée sous forme d'ondes qui se propagent dans toutes les directions à l'intérieur de la Terre. Ces ondes sont enregistrées par des appareils appelés sismomètres.
Vibrations qui se propagent à l'intérieur de la Terre à la suite d'un séisme. Elles sont de deux types principaux : les ondes P (premières) et les ondes S (secondes).
Les ondes sismiques sont les messagères de l'intérieur de la Terre. Leur vitesse et leur trajet changent selon la nature des matériaux qu'elles traversent.
2🧅 Le modèle en couches : croûte, manteau, noyau
En analysant les trajets et les vitesses des ondes sismiques, les scientifiques ont établi un modèle de la structure interne de la Terre. Ce modèle est composé de trois enveloppes principales, un peu comme un oignon.
Représentation simplifiée des trois couches concentriques de la Terre, avec leur épaisseur et leur état.
- 1. Croûte terrestre (solide, 5 à 70 km)
- 2. Manteau (solide/ductile, ~2900 km)
- 3. Noyau externe (liquide, ~2200 km)
- 4. Noyau interne (solide, ~1200 km)
Enveloppe externe solide et très mince de la Terre. Il existe une croûte continentale (épaisse, granitique) et une croûte océanique (fine, basaltique).
Couche intermédiaire située sous la croûte. Il est principalement solide, mais ses roches peuvent se déformer très lentement (comme du miel froid) sur des millions d'années.
La croûte océanique est comme la fine peau d'une pomme, tandis que la croûte continentale est plus épaisse, comme la croûte d'un pain.
3🔥 Le noyau : le moteur interne
Au centre de la Terre se trouve le noyau. Il est lui-même divisé en deux parties aux propriétés très différentes, ce que les ondes sismiques ont permis de découvrir.
Noyau externe : C'est une couche liquide, composée essentiellement de fer et de nickel. C'est ici que les ondes S s'arrêtent ! Les mouvements de ce métal en fusion sont à l'origine du champ magnétique terrestre.
Noyau interne (ou graine) : Malgré une température extrême (plus de 5000°C), la pression est si énorme que le fer et le nickel sont à l'état solide.
La frontière entre le manteau et le noyau est marquée par une brusque variation de la vitesse des ondes sismiques. Cette discontinuité s'appelle la discontinuité de Gutenberg.
4⚖️ Un modèle basé sur des preuves
Le modèle en couches n'est pas une simple hypothèse. Il est construit à partir de plusieurs preuves scientifiques convergentes :
- Preuve sismique : Le comportement des ondes P et S (trajets, vitesses, zones d'ombre).
- Preuve gravimétrique : La masse totale de la Terre indique que son centre doit être très dense.
- Preuve thermique : La chaleur interne (volcans, geysers) provient de la désintégration d'éléments radioactifs dans le manteau et le noyau.
- Preuve magnétique : L'existence du champ magnétique nécessite un noyau métallique en mouvement.
Représentation simplifiée de la réalité, construite à partir d'observations et d'expériences, qui permet de comprendre et de prévoir des phénomènes.
Ce modèle évolue ! Grâce à des techniques de plus en plus précises (tomographie sismique), les scientifiques affinent en permanence leur connaissance de l'intérieur de la Terre.
Vocabulaire
Vibrations se propageant dans la Terre après un séisme. Elles permettent d'étudier sa structure interne.
Ex: Les ondes P traversent tous les milieux, les ondes S seulement les solides.
Enveloppe externe solide et fine de la Terre. Elle est divisée en croûte continentale et océanique.
Ex: Nous marchons sur la croûte continentale.
Couche située sous la croûte, constituée de roches solides mais qui peuvent se déformer très lentement.
Ex: Le magma des volcans provient de la fusion partielle des roches du manteau supérieur.
Partie centrale de la Terre, composée principalement de fer et de nickel. Il est divisé en noyau externe (liquide) et interne (solide).
Ex: Le noyau externe liquide génère le champ magnétique terrestre.
Appareil qui enregistre les vibrations du sol, c'est-à-dire les ondes sismiques.
Ex: Un réseau mondial de sismomètres permet de localiser l'épicentre d'un séisme.
Limite entre deux couches de la Terre, repérée par un changement brutal de la vitesse des ondes sismiques.
Ex: La discontinuité de Mohorovičić sépare la croûte du manteau.
Représentation simplifiée et interprétée de la réalité, construite à partir de données.
Ex: Le modèle en couches de la Terre nous aide à comprendre les séismes et les volcans.
Région à la surface de la Terre où certains types d'ondes sismiques ne sont pas détectées après un séisme.
Ex: La zone d'ombre des ondes S prouve l'existence du noyau externe liquide.
