CHAPITRE 4 • La forme de la Terre
Plusieurs modèles emblématiques restent aujourd’hui, comme des références pédagogiques. Tout d’abord, on parle du modèle d’isostasie de Pratt. Celui-ci fait
l’hypothèse que les différences d’altitudes sont dues à des variations latérales de
densité et non à la variation de la profondeur de la limite entre croûte et manteau.
La figure 4.4 représente deux colonnes de roches correspondant à ce modèle.
Comme il n’y a pas de variation de la profondeur de la limite croûte-manteau, la
profondeur de compensation minimale serait la base de la croûte. On peut alors
écrire l’équilibre des pressions entre deux colonnes 1 et 2 :
P\ g
= Pi 8 h2,
où p désigne la masse volumique, g la valeur de champ de gravité à la surface et
h l’épaisseur de croûte.
On obtient la différence relative d’altitude :
(/z2 h\)lh2 — (1 P-JPx)
Il faut donc une faible densité pour le matériau 2 (p2 /P\< 1) pour expliquer une
altitude élevée ((/z2 - h\ph2 < 1). Si la limite entre croûte et manteau est identique
partout sur Terre, une croûte basaltique sera moins épaisse qu’une croûte de granité
puisque le basalte est plus dense que le granité.
Figure 4.4
Schéma du modèle
de Pratt.
Aujourd’hui, il existe de nombreux moyens de montrer que la profondeur de la
limite entre croûte et manteau peut varier latéralement. Par exemple, dans l'océan
Atlantique, il existe des portions de dorsale où c’est le manteau terrestre qui affleure, donc la croûte se trouve à la même altitude que d’autres fonds marins. Le
modèle d’Airy fait l’hypothèse que les différences de densité dans la croûte sont
négligeables, et que le relief exprime des variations de profondeur z de la limite
entre croûte et manteau, et des variations d’épaisseur e de croûte. Dans ce modèle
d’isostasie, la profondeur de compensation doit se situer à une profondeur au moins
égale à celle de la limite la plus profonde entre croûte et manteau.
La figure 4.5 schématise le modèle, dont on peut écrire l’équilibre isostatique
comme étant l’égalité de la colonne de croûte épaisse et de la colonne composée
de croûte moins épaisse et de manteau :
Pc g = Pc g^2 + Pmg (Zi “ ^)On obtient donc
-^2=Pm/Pc^\ -ZaJ85
Plusieurs modèles emblématiques restent aujourd’hui, comme des références pédagogiques. Tout d’abord, on parle du modèle d’isostasie de Pratt. Celui-ci fait
l’hypothèse que les différences d’altitudes sont dues à des variations latérales de
densité et non à la variation de la profondeur de la limite entre croûte et manteau.
La figure 4.4 représente deux colonnes de roches correspondant à ce modèle.
Comme il n’y a pas de variation de la profondeur de la limite croûte-manteau, la
profondeur de compensation minimale serait la base de la croûte. On peut alors
écrire l’équilibre des pressions entre deux colonnes 1 et 2 :
P\ g
= Pi 8 h2,
où p désigne la masse volumique, g la valeur de champ de gravité à la surface et
h l’épaisseur de croûte.
On obtient la différence relative d’altitude :
(/z2 h\)lh2 — (1 P-JPx)
Il faut donc une faible densité pour le matériau 2 (p2 /P\< 1) pour expliquer une
altitude élevée ((/z2 - h\ph2 < 1). Si la limite entre croûte et manteau est identique
partout sur Terre, une croûte basaltique sera moins épaisse qu’une croûte de granité
puisque le basalte est plus dense que le granité.
Figure 4.4
Schéma du modèle
de Pratt.
Aujourd’hui, il existe de nombreux moyens de montrer que la profondeur de la
limite entre croûte et manteau peut varier latéralement. Par exemple, dans l'océan
Atlantique, il existe des portions de dorsale où c’est le manteau terrestre qui affleure, donc la croûte se trouve à la même altitude que d’autres fonds marins. Le
modèle d’Airy fait l’hypothèse que les différences de densité dans la croûte sont
négligeables, et que le relief exprime des variations de profondeur z de la limite
entre croûte et manteau, et des variations d’épaisseur e de croûte. Dans ce modèle
d’isostasie, la profondeur de compensation doit se situer à une profondeur au moins
égale à celle de la limite la plus profonde entre croûte et manteau.
La figure 4.5 schématise le modèle, dont on peut écrire l’équilibre isostatique
comme étant l’égalité de la colonne de croûte épaisse et de la colonne composée
de croûte moins épaisse et de manteau :
Pc g = Pc g^2 + Pmg (Zi “ ^)On obtient donc
-^2=Pm/Pc^\ -ZaJ85