Activité 18 - La croûte continentale

08/02/2018 07:00

Problématique : Quelles sont les caractéristiques de la croûte continentale ?

 

A – L'isostasie
1	Quelles seraient les conséquences vérifiables de ces deux modèles au niveau d'un relief continental ?	Document 1	Recenser, extraire et organiser des informations
2	Observez si une érosion de 100 m de matériel diminue l’altitude de 100 m.	Modèle isostasie Document 2
B – L'épaisseur de la croûte continentale
3	A l'aide d'Excel (tableur), déterminez la profondeur du Moho au niveau des points de réflexion pour chacun des séismes étudiés.	Logiciel Excel Livre p 150 doc. 1 et 2	Exprimer et exploiter des résultats en utilisant les TIC
C – La densité de la croûte continentale
4	Grâce au matériel disponible, proposez un protocole qui permette de mesurer la densité de vos échantillons. Les résultats confirment-ils le modèle d'Airy ?	Echantillons de granite et de péridotite Document 3	Pratiquer une démarche scientifique
D – L'âge de la croûte continentale
5	Réalisez un tableau comparant les croûtes océanique et continentale en prenant en compte les critères suivants : répartition à la surface de la planète, épaisseur, organisation, roches et minéraux, éléments chimiques.	Livre p 149 doc. 4 Livre rabat 3e de couverture	Communiquer dans un langage scientifiquement approprié

Document 1 : Des modèles pour comprendre l'isostasie

Dès le siècle dernier, Pratt et Airy ont proposé chacun une hypothèse qui fait intervenir la notion de surface de compensation, surface en-dessous de laquelle les masses rocheuses seraient réparties de façon homogène dans le globe. Les roches situées au-dessus de cette surface "flotteraient" sur les matériaux plus profonds.

Modèle d’Airy : la compensation du relief topographique est assurée par la présence d’une racine légère causée par l’épaississement de la croûte.

Modèle de Pratt : la compensation est assurée par une variation latérale de la densité dans la lithosphère.

Document 2 : Un modèle numérique

Le terme "isostasie" traduit l’état d’équilibre des roches de la croûte terrestre par rapport au manteau sous-jacent.

Cet état d’équilibre est réalisé à une profondeur dite profondeur ou niveau de compensation pour laquelle la pression de charge est la même en tout point. À cette profondeur, les pressions exercées, par le matériel constituant la croûte et le matériel situé en dessous, s’équilibrent.

 

1 - Lancer le logiciel Airy.

2 - Cliquer sur calcul / construire un nouveau profil topographique équilibré.

3 - Sachant que l’Everest culmine à 8 848 m, dessiner le profil de l’Himalaya en cliquant sur les rectangles bleus.

4 - Afin de mieux visualiser les déplacements de la lithosphère, cliquer sur "représenter les profondeurs".

5 - Retourner dans Calcul / simuler une érosion de 100 m diminuant ainsi l’altitude de la croûte continentale.

6 - Cliquer sur "Équilibre isostatique".

 

Document 3 : Densité de la croûte continentale et isostasie

La croûte continentale est composée en majorité de granite et de gneiss alors que l’asthénosphère est composée de péridotite. On cherche à savoir si la densité des roches constituant la croûte continentale et l’asthénosphère permet de valider le modèle d’Airy, c’est-à-dire si c’est bien la différence de densité entre la croûte et l’asthénosphère qui permet qu’à un moment donné les pressions exercées par les matériaux de la croûte soient en équilibre avec les pressions exercées par les matériaux du manteau supérieur sous-jacent. Il faudrait donc que la péridotite ait une

densité supérieure au granite et au gneiss.

Nous allons alors mesurer la densité du granite (principale roche magmatique de la croûte continentale) et de la péridotite (principale roche du manteau). On entend ici par densité le rapport masse en g.mL^–1. Celle-ci n’a pas d’unité car elle correspond à la masse volumique de l’échantillon par rapport à la masse volumique de l’eau qui est de

Roche	Masse volumique (en g.cm-3)
Basalte	2,7 à 3,0
Gabbro	2,8 à 3,1
Granite	…
Péridotite	…

1 g.mL^-1.

Pour cela, il faudra :

- 1 balance,

- 1 éprouvette graduée,

- 1 bout de ficelle,

- de l’eau,

- un échantillon de granite.

 

Suite à l’étude de la propagation des ondes sismiques, on a établi que la densité de la croûte continentale est plus faible que celle de la croûte océanique, elle-même plus faible que celle du manteau.