au sommaire
Le manteau terrestre correspond à la partie du globe terrestre située entre la croûte et le noyau externe. Cette couche épaisse de la Terre représente environ 84 % du volumevolume total de la Planète et s'étend de 35 à 2 890 kilomètres de profondeur.
La discontinuité de Mohorovičić marque la limite entre la croûte terrestre et le manteau supérieur. Cette discontinuité est aussi appelée Moho. C'est le sismologuesismologue croate Andrija Mohorovičić, qui a découvert cette discontinuité en 1909 en étudiant la propagation des ondes sismiques.
La discontinuité de Gutenberg marque la limite entre le manteau inférieur et le noyau externe. Elle est nommée d'après le sismologue allemand Beno Gutenberg, qui a découvert cette discontinuité en 1914 en étudiant également la propagation des ondes sismiques.
Composition et description du manteau terrestre
Le manteau terrestre est composé principalement de roches silicatées, riches en ferfer et en magnésiummagnésium. Les minérauxminéraux les plus courants dans le manteau supérieur sont l'olivineolivine, le pyroxènepyroxène et le spinellespinelle, tandis que le manteau inférieur est composé principalement de pérovskitepérovskite et de magnésiowüstitemagnésiowüstite. Les scientifiques estiment que la température dans le manteau varie de 500 °C à la base de la croûte à environ 4000 °C à la limite du noyau externe.
Le manteau est divisé en deux parties principales : le manteau supérieur et le manteau inférieur. Le manteau supérieur s'étend de la base de la croûte terrestre à une profondeur d'environ 660 kilomètres, tandis que le manteau inférieur s'étend de cette profondeur jusqu'à la limite du noyau externe. Le manteau terrestre est solidesolide mais se comporte comme un fluide visqueux. Cette viscositéviscosité varie considérablement en fonction de la profondeur, de la température et de la composition. Dans la partie supérieure du manteau, la viscosité est relativement faible en raison de la présence de minéraux tels que l'olivine, qui ont une structure cristalline permettant une déformation plus facile. Dans la partie inférieure du manteau, la viscosité est plus élevée en raison de la présence de minéraux tels que la bridgmanite, qui ont une structure cristalline plus rigide.
Le manteau terrestre et ses nombreux processus géologiques
Le manteau terrestre est un environnement dynamique soumis à des pressionspressions et des températures extrêmes, où se produisent des processus géologiques importants tels que la convectionconvection mantellique, la fusion partiellefusion partielle, la subduction, la formation de diamantsdiamants et l'interaction avec le noyau terrestrenoyau terrestre. Voici quelques-uns des processus et événements qui se produisent dans le manteau terrestre
La convection mantellique
La convection mantellique est le processus par lequel la chaleurchaleur du noyau est transférée vers la surface de la Terre par des mouvementsmouvements de convection dans le manteau. La chaleur provenant du noyau terrestre chauffe la base du manteau, ce qui rend les roches moins denses et les fait monter vers la surface. Lorsqu'elles atteignent la surface, elles se refroidissent et deviennent plus denses, ce qui les fait descendre à nouveau vers le bas. Ce mouvement circulaire de la matièrematière du manteau est appelé convection mantellique.
La convection mantellique et ses effets
La convection mantellique est responsable de nombreux événements géologiques importants à l'intérieur du manteau terrestre.
Voici quelques-uns des événements les plus importants :
- Plaques tectoniquesPlaques tectoniques à la surface de la Terre : les courants de convection dans le manteau exercent une force sur la base des plaques, les poussant dans différentes directions. Ces courants de convection font circuler la matière du manteau, entraînant le mouvement des plaques tectoniques à la surface de la Terre.
- Formation des chaînes de montagnes : lorsque deux plaques tectoniques entrent en collision, la convection mantellique peut entraîner la formation de chaînes de montagnes. Les roches du manteau peuvent remonter à la surface et former des montagnes lorsque les plaques se chevauchent.
- Formation des points chaudspoints chauds : les points chauds sont des zones où la chaleur du manteau terrestre s'élève à travers la croûte terrestre, provoquant la formation de volcansvolcans. Les points chauds sont causés par des panaches mantelliquespanaches mantelliques, qui sont des colonnes de roche chaude montant à travers le manteau.
- Formation des dorsales océaniquesdorsales océaniques : les dorsales océaniques sont des chaînes de montagnes sous-marines qui se forment lorsque la croûte terrestre s'étire et que la roche en fusion du manteau remonte à la surface. La convection mantellique entraîne le mouvement de la croûte terrestre et la formation des dorsales océaniques.
La fusion partielle
À mesure que la température et la pression augmentent dans le manteau terrestre, certaines roches peuvent fondre partiellement, formant du magmamagma. Le magma peut remonter à travers le manteau et la croûte terrestre, provoquant des éruptions volcaniqueséruptions volcaniques.
La subduction
Lorsque deux plaques tectoniques entrent en collision, l'une d'entre elles peut être poussée sous l'autre et descendre dans le manteau terrestre. Ce processus est appelé subduction. La plaque subductée peut fondre partiellement et libérer de l'eau et d'autres composés volatils dans le manteau, ce qui peut affecter la composition et la dynamique du manteau.
La formation de diamants
À des profondeurs supérieures à 150 kilomètres dans le manteau terrestre, les conditions de pression et de température sont suffisamment élevées pour que les atomesatomes de carbonecarbone se combinent et forment des diamants. Les diamants peuvent être transportés vers la surface de la Terre par des éruptions volcaniques ou par des mouvements de la croûte terrestre.
L'interaction avec le noyau terrestre
Le manteau terrestre est séparé du noyau externe liquideliquide par une couche de fer solide appelée graine. Les mouvements du manteau peuvent affecter la convection dans le noyau externe, ce qui peut à son tour affecter le champ magnétique terrestrechamp magnétique terrestre.
Quels sont les outils et méthodes pour explorer le manteau terrestre ?
L'exploration directe du manteau terrestre est extrêmement difficile en raison de sa profondeur et de sa pression élevée. Cependant, les scientifiques ont développé plusieurs outils et méthodes pour étudier le manteau terrestre de manière indirecte, notamment :
- la sismologiesismologie : les ondes sismiques générées par les tremblements de terretremblements de terre et les explosions volcaniques peuvent voyager à travers le manteau terrestre et être enregistrées par des sismomètressismomètres à la surface de la Terre. Les scientifiques peuvent utiliser ces données pour déterminer la structure et la composition du manteau en fonction de la vitessevitesse et de la direction des ondes sismiques ;
- la tomographie sismiquetomographie sismique : cette technique utilise des ordinateursordinateurs puissants pour créer des images tridimensionnelles de l'intérieur de la Terre en utilisant des données sismiques. Les scientifiques peuvent utiliser la tomographie sismique pour visualiser les mouvements de convection dans le manteau et pour identifier les zones de subductionzones de subduction et de remontée du manteau ;
- la géochimie : les roches du manteau terrestre peuvent être étudiées en laboratoire pour déterminer leur composition chimique et leur âge. Les scientifiques peuvent utiliser ces informations pour comprendre les processus géologiques qui se produisent dans le manteau et pour retracer l'histoire de la formation de la Terre ;
- le magnétismemagnétisme : les roches du manteau terrestre peuvent contenir des minéraux magnétiques qui enregistrent l'orientation du champ magnétique terrestre au moment de leur formation. Les scientifiques peuvent utiliser ces informations pour étudier les mouvements du manteau et les changements du champ magnétique terrestre au fil du temps ;
- le forage : bien que le forage direct dans le manteau terrestre soit actuellement impossible en raison de sa profondeur et de sa pression élevée, les scientifiques ont réussi à forer dans la croûte terrestre jusqu'à une profondeur de plusieurs kilomètres. Les échantillons de roche prélevés à ces profondeurs peuvent fournir des informations importantes sur la composition et la structure du manteau supérieur.
En combinant ces différentes méthodes, les scientifiques peuvent obtenir une image plus complète du manteau terrestre et de ses processus géologiques complexes.
