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I • Introduction
tillons à grande profondeur, le mieux est de confier ce travail à un agent
naturel qui le fait pour eux. Les volcans, par exemple, «échantillonnent»
à plusieurs dizaines ou centaines de kilomètres sous la surface terrestre,
dans la région où naissent les magmas (les roches en fusion) qui les nourrissent. Certes, les terrains ainsi prélevés ont été profondément transformés par la fusion et par toutes les modifications subies au cours de leur
voyage vers la surface terrestre. Mais ils ont gardé dans leur composition
chimique la mémoire des roches dont ils sont issus ou qu’ils ont traversées,
et renseignent ainsi sur la nature des matériaux qui constituent notre
planète. Enfin les météorites et les autres planètes informent sur la
composition moyenne des roches du système solaire, et par conséquent sur
celle de la Terre tout entière dont la surface seule nous est accessible.
1.2 LITHOSPHÈRE ET ASTHÉNOSPHÈRE
La lithosphère est située sous l’atmosphère ou sous l’hydrosphère (l’océan,
les glaciers). L’étymologie du mot (du grec lithos, pierre) donne une
première définition: il s’agit de l’enveloppe la plus rigide du globe, celle sur
laquelle nous marchons et nous bâtissons. Par exemple, la lithosphère est
capable de supporter la surcharge de volcans, de deltas fluviatiles, de
calottes glaciaires, etc., sans beaucoup se déformer: en ce cas, elle fléchit
seulement, et tend à reprendre sa forme si la charge disparaît. On dit que sa
viscosité est forte. Au contraire, le milieu sur lequel elle repose se déforme
lentement par fluage sous l’effet d’efforts faibles mais prolongés: c’est
l’asthénosphère (du grec asthenès, sans force). Mais attention: sauf en quelques rares endroits, l’asthénosphère reste à l’état solide. Il ne s’agit pas,
comme on l’a cru longtemps, d’un magma liquide fait de roches fondues.
Toutefois, sa viscosité est plus faible que celle de la lithosphère, en raison
des pressions et des températures élevées qui règnent en profondeur, de
sorte que sa déformation plastique irréversible est aussi plus facile.
À première vue, les concepts de lithosphère et d’asthénosphère paraissent donc assez simples. Pourtant, le mot «lithosphère» peut revêtir
plusieurs significations selon les phénomènes et l’échelle de temps que
l’on considère. Dans tous les cas, il s’agit bien du même matériau, des
mêmes roches, mais trois grands types de lithosphère peuvent être définis
selon que l’on considère (1) les réactions aux forces qui lui sont appliquées, (2) sa façon de transmettre les ondes acoustiques, ou bien (3) la
répartition des températures suivant la profondeur.
I • Introduction
tillons à grande profondeur, le mieux est de confier ce travail à un agent
naturel qui le fait pour eux. Les volcans, par exemple, «échantillonnent»
à plusieurs dizaines ou centaines de kilomètres sous la surface terrestre,
dans la région où naissent les magmas (les roches en fusion) qui les nourrissent. Certes, les terrains ainsi prélevés ont été profondément transformés par la fusion et par toutes les modifications subies au cours de leur
voyage vers la surface terrestre. Mais ils ont gardé dans leur composition
chimique la mémoire des roches dont ils sont issus ou qu’ils ont traversées,
et renseignent ainsi sur la nature des matériaux qui constituent notre
planète. Enfin les météorites et les autres planètes informent sur la
composition moyenne des roches du système solaire, et par conséquent sur
celle de la Terre tout entière dont la surface seule nous est accessible.
1.2 LITHOSPHÈRE ET ASTHÉNOSPHÈRE
La lithosphère est située sous l’atmosphère ou sous l’hydrosphère (l’océan,
les glaciers). L’étymologie du mot (du grec lithos, pierre) donne une
première définition: il s’agit de l’enveloppe la plus rigide du globe, celle sur
laquelle nous marchons et nous bâtissons. Par exemple, la lithosphère est
capable de supporter la surcharge de volcans, de deltas fluviatiles, de
calottes glaciaires, etc., sans beaucoup se déformer: en ce cas, elle fléchit
seulement, et tend à reprendre sa forme si la charge disparaît. On dit que sa
viscosité est forte. Au contraire, le milieu sur lequel elle repose se déforme
lentement par fluage sous l’effet d’efforts faibles mais prolongés: c’est
l’asthénosphère (du grec asthenès, sans force). Mais attention: sauf en quelques rares endroits, l’asthénosphère reste à l’état solide. Il ne s’agit pas,
comme on l’a cru longtemps, d’un magma liquide fait de roches fondues.
Toutefois, sa viscosité est plus faible que celle de la lithosphère, en raison
des pressions et des températures élevées qui règnent en profondeur, de
sorte que sa déformation plastique irréversible est aussi plus facile.
À première vue, les concepts de lithosphère et d’asthénosphère paraissent donc assez simples. Pourtant, le mot «lithosphère» peut revêtir
plusieurs significations selon les phénomènes et l’échelle de temps que
l’on considère. Dans tous les cas, il s’agit bien du même matériau, des
mêmes roches, mais trois grands types de lithosphère peuvent être définis
selon que l’on considère (1) les réactions aux forces qui lui sont appliquées, (2) sa façon de transmettre les ondes acoustiques, ou bien (3) la
répartition des températures suivant la profondeur.