PARTIE 2 | La Terre interne actuelle
L’équilibre isostatique entre une colonne de roches océaniques et une colonne de
roches continentale s’écrit (voir figure 4.7) :
Pc 8 ec~ P& S 4" Pm 8 (^c ^0^’
où l’indice 0 correspond aux variables relatives à la croûte océanique, et l’indice
c aux variables relatives à la croûte continentale.
Figure 4.7 !►
Schéma décrivant
l'équilibre isostatique
entre une colonne
de lithosphère
océanique et
une colonne
de lithosphère
continentale
au-dessus d’une
profondeur de
compensation.
Profondeur de compensation
Les épaisseurs moyennes de croûte sont respectivement 7 km et 40 km pour l’océan
et les continents, et les masses volumiques sont 2 900 kg ■ m-3, 2 800 kg - m“3 et
3 300 kg ■ m-3 pour la croûte océanique, la croûte continentale et le manteau. En
résolvant l’équation, on trouve que zc - ze, la différence de profondeur de la limite
croûte-manteau, vaut 27 km. On peut en déduire une différence moyenne d’altitude
entre les fonds océaniques et les continents de 6 000 m. L’observation est plus
proche de 4 500 m. Le calcul réalisé est simpliste, puisqu’il ne prend pas en compte
les incertitudes sur les densités et les variations de densité avec la profondeur par
exemple, mais il donne une explication quantitativement correcte pour expliquer
pourquoi les continents sont élevés et les océans profonds, donc la bimodalité de
l'hypsométrie terrestre.
Pour autant, le relief terrestre ne se limite pas à l’isostasie. Le rebond isostatique
montre qu il y a des phénomènes dynamiques et que les mouvements du manteau
jouent un rôle dans la topographie. Les courants ascendants dans le manteau
terrestre génèrent une topographie dynamique positive (bosse), alors que les
courants descendants produisent une topographie dynamique négative (creux).
Pour de nombreux reliefs, l’équilibre isostatique n’est pas et ne sera jamais atteint,
à cause de 1 élasticité des roches. En effet, l’isostasie fait l’hypothèse que les
colonnes de roches adjacentes n’exercent aucune force entre elles. Cette hypothèse est fausse, les roches sont élastiques et il existe comme une tension entre
les colonnes de roches, qui fait qu'une colonne surélevée tirerait les autres vers le
haut. Les scientifiques ont montré que l’équilibre isostatique pouvait être réalisé
pour des structures géologiques dont la taille est supérieure à 500 km environ,
n dessous de cette taille, 1 élasticité produit une tension qui rend caduque le
modèle d’isostasie.
H
L’équilibre isostatique entre une colonne de roches océaniques et une colonne de
roches continentale s’écrit (voir figure 4.7) :
Pc 8 ec~ P& S 4" Pm 8 (^c ^0^’
où l’indice 0 correspond aux variables relatives à la croûte océanique, et l’indice
c aux variables relatives à la croûte continentale.
Figure 4.7 !►
Schéma décrivant
l'équilibre isostatique
entre une colonne
de lithosphère
océanique et
une colonne
de lithosphère
continentale
au-dessus d’une
profondeur de
compensation.
Profondeur de compensation
Les épaisseurs moyennes de croûte sont respectivement 7 km et 40 km pour l’océan
et les continents, et les masses volumiques sont 2 900 kg ■ m-3, 2 800 kg - m“3 et
3 300 kg ■ m-3 pour la croûte océanique, la croûte continentale et le manteau. En
résolvant l’équation, on trouve que zc - ze, la différence de profondeur de la limite
croûte-manteau, vaut 27 km. On peut en déduire une différence moyenne d’altitude
entre les fonds océaniques et les continents de 6 000 m. L’observation est plus
proche de 4 500 m. Le calcul réalisé est simpliste, puisqu’il ne prend pas en compte
les incertitudes sur les densités et les variations de densité avec la profondeur par
exemple, mais il donne une explication quantitativement correcte pour expliquer
pourquoi les continents sont élevés et les océans profonds, donc la bimodalité de
l'hypsométrie terrestre.
Pour autant, le relief terrestre ne se limite pas à l’isostasie. Le rebond isostatique
montre qu il y a des phénomènes dynamiques et que les mouvements du manteau
jouent un rôle dans la topographie. Les courants ascendants dans le manteau
terrestre génèrent une topographie dynamique positive (bosse), alors que les
courants descendants produisent une topographie dynamique négative (creux).
Pour de nombreux reliefs, l’équilibre isostatique n’est pas et ne sera jamais atteint,
à cause de 1 élasticité des roches. En effet, l’isostasie fait l’hypothèse que les
colonnes de roches adjacentes n’exercent aucune force entre elles. Cette hypothèse est fausse, les roches sont élastiques et il existe comme une tension entre
les colonnes de roches, qui fait qu'une colonne surélevée tirerait les autres vers le
haut. Les scientifiques ont montré que l’équilibre isostatique pouvait être réalisé
pour des structures géologiques dont la taille est supérieure à 500 km environ,
n dessous de cette taille, 1 élasticité produit une tension qui rend caduque le
modèle d’isostasie.
H