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En Sciences de la Terre, une discontinuité est une variation spatiale subite des propriétés observées d'une roche (à l'opposée d'une variation graduelle et continue). Cette variation est le plus souvent interprétée comme dûe à un changement des propriétées de la roche de part et d'autre d'une surface. Les discontinuités se retrouvent à toutes les échelles, de la microstructure des roches (discontinuités entre les différent cristaux formant la roche) jusqu'à l'échelle de la planète entière (frontière entre le manteau et le noyau par exemple).
Discontinuités de la Terre interne[modifier | modifier le code]
L'imagerie sismique étant la principale méthode d'exploration de la Terre interne[1], la plupart des discontinuités connues à l'intérieur de la Terre sont des discontinuités sismiques c'est-à-dire des changements de la vitesse des ondes sismiques traversant la Terre. Ces changements de vitesse sont généralement interprétés comme causés par des changements des propriétés (densité, composition, anisotropie, état) des roches traversées.
Les trois principales et plus clairement visibles discontinuités de la Terre profonde marquent les frontières entre les quatre unités majeures de la Terre (croûte, manteau, noyau externe, noyau interne) :
- La discontinuité de Mohorovičić (en abrégé : « le Moho »), nommée d'après Andrija Mohorovičić , située entre 0 et 80 km de profondeur, marque la limite entre la croûte (océanique ou continentale) et le manteau[2]. Elle est causée par un changement de composition, de la croûte composée de basaltes, gabbros et granites au manteau composé de péridotites. La profondeur de cette discontinuité varie fortement en fonction de l'épaisseur de la croûte, depuis les dorsales océaniques où elle touche à la surface, jusqu'en dessous des massif montagneux où elle peut atteindre la centaine de kilomètres de profondeur.
- La discontinuité de Gutenberg, nommée d'après Beno Gutenberg, située vers 2 900 km de profondeur, marque la limite entre le manteau inférieur et le noyau externe[2]. Elle est causée à la fois par un changement de composition et par un changement d'état, entre le manteau, solide et constitué de ferrosilicates (post-pérovskite, magnésiowüstite et le noyau externe, liquide et composé d'un alliage de fer et de nickel.
- La discontinuité de Lehmann, nommée d'après Inge Lehmann et située vers 5 100 km de profondeur, marque la limite entre le noyau externe et le noyau interne[2]. Elle résulte d'un changement d'état, le ferro-nickel liquide du noyau externe transitionnant à l'état solide à cette profondeur, créant la graine, c'est à dire le noyau interne, solide.
La Terre interne comporte un large nombre d'autres discontinuités, comme par exemple les changements de phases de l'olivine, causant la zone de transition du manteau supérieur et la transition manteau supérieur - manteau inférieur[3]. Bien que la plupart de ces discontinuités soient des discontinuités sismiques (elles affectent la vitesse des ondes sismiques) ce n'est pas le cas de toutes. Par exemple, la transition lithosphère- asthénosphère est une discontinuité du gradient thermique (passage d'un régime de conduction à un régime de convection), mais n'est pas une discontinuité de la vitesse sismique[4].
Discontinuités en surface[modifier | modifier le code]
Les discontinuités jouent aussi un rôle important en géologie de surface. En effet, tant les couches stratigraphiques que les intrusions de roches magmatique forment des discontinuités observables au contact les uns des autres. D'autres discontinuités (failles) sont les temoins de l'activité tectonique de la surface de la Terre. Les discontinuités proches de la surface peuvent être observées, soit par l'imagerie sismique de sub-surface, soit visuellement, directement sur le terrain. Lorsqu'elle resulte d'un contact anormal entre deux couches sédimentaires (résultant d'une érosion entre leurs dépôts, par exemple), une discontinuité est appelée discordance.
Notes et références[modifier | modifier le code]
- Barbara Romanowicz, Physique de l’intérieur de la Terre, France, Collège de France, Fayard, , 72 p. (ISBN 2-213-66861-2, lire en ligne), p. 40.
- (en) William Lowrie, Fundamentals of Geophysics, Cambridge, G. B., Cambridge University Press, , 354 p. (ISBN 0-521-46728-4, lire en ligne), p. 149.
- Sébastien Merkel, « Discontinuités sismologiques et diagramme de phase de l'olivine », sur planet-terre.ens-lyon.fr, (consulté le ).
- Frédéric Chambat, Jan Matas et Pierre Thomas, « Les discontinuités dans le manteau terrestre », sur planet-terre.ens-lyon.fr, (consulté le ).
Voir aussi[modifier | modifier le code]
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