GÉOPHYSIQUE
La géophysique utilise les méthodes de la physique pour étudier la Terre et son environnement. La « géophysique interne », objet de cet article, concerne la structure du sous-sol et des grandes profondeurs terrestres, ainsi que les mouvements de matière qui s’y produisent. Elle fait partie, avec la géologie, la géochimie, la géodésie et la géodynamique de la discipline des sciences de la Terre parfois qualifiée de « Terre solide » par opposition aux disciplines concernant les océans et l’atmosphère.
Une autre grande composante de la géophysique concerne ce que l’on appelle les enveloppes fluides de la Terre avec la partie inférieure de l'atmosphère (qui est électriquement neutre), les océans et les grandes masses glaciaires. Les échanges entre les océans et l’atmosphère jouent un grand rôle en météorologie et en climatologie. En ce qui concerne les continents, les questions touchant à la circulation de l’eau dans le sous-sol relèvent de l’hydrologie, une discipline qui fait appel à de nombreuses méthodes dont celle de la géophysique interne, de la mécanique des fluides et de la géochimie.
Au-delà de 60 kilomètres d’altitude, des couches ionisées constituent l’ionosphère. La physique de cette atmosphère, de ses particules électriquement chargées et de ses interactions avec le vent solaire fait appel à des notions très différentes de celles de l’atmosphère neutre. C’est le domaine de la « géophysique externe ».
En sondant les profondeurs de la Terre à partir de mesures physiques effectuées à sa surface ou en son voisinage immédiat, le géophysicien dispose d'une vaste panoplie d'outils qui lui permettent de caractériser les milieux profonds. La connaissance des paramètres physiques de ces derniers est essentielle pour comprendre le fonctionnement de l’intérieur de notre planète et de son évolution au cours du temps. Si la géologie nous apprend beaucoup à partir de l'analyse de roches remontées lors de processus orogéniques (menant à la formation des montagnes) ou volcaniques, la géophysique permet quant à elle de connaître les propriétés physiques des matériaux profonds à partir de signaux détectés à la surface du sol ou depuis l'espace. Ces méthodes d'observations indirectes prennent tout leur sens quand on sait que le forage le plus profond réalisé par l'homme n'a atteint que 12 262 mètres (presqu'île de Kola, au nord de la Russie, 1994), soit moins de 0,2 p. 100 de la profondeur de la Terre (le rayon moyen de notre planète étant de 6 371 km).
Les sous-disciplines de la géophysique
Méthodes sismiques
Les ondes sismiques générées par des séismes, naturels ou artificiels, constituent un puissant moyen d'investigation des propriétés élastiques des matériaux terrestres. En géophysique, les méthodes sismiques sont celles qui permettent d'imager les milieux profonds avec le plus de finesse. Parmi les techniques de prospection industrielle, celles qui utilisent la réflexion d'ondes sismiques sont très efficaces pour connaître les structures des formations sédimentaires susceptibles d‘avoir piégé des hydrocarbures (pétrole ou gaz).
Le principe de ces techniques est proche de celui du sonar embarqué sur les navires pour mesurer la profondeur des fonds marins, mais les dispositifs d'émission (les sources) et de réception (les capteurs) des signaux sismiques sont beaucoup plus complexes et lourds à mettre en œuvre. Les méthodes de réflexion sismique ont donné lieu à des développements considérables, tant pour les dispositifs de sources et de capteurs que pour le traitement numérique des signaux recueillis.
Géologie sous-marine
INSU-IPGP
En mer, les capteurs sont constitués d'hydrophones qui sont reliés entre eux pour former ce que l’on appelle une flûte sismique. Ces instruments, remorqués et déployés sur plusieurs kilomètres à l'arrière de navires-laboratoires,[...]
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Écrit par
- Michel CARA : ancien professeur à l'université de Strasbourg
Classification
Pour citer cet article
Michel CARA. GÉOPHYSIQUE [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Médias
Géologie sous-marine
INSU-IPGP
Lignes de forces du champ magnétique terrestre
Encyclopædia Universalis France
Profil de réflexion sismique et interprétation
Encyclopædia Universalis France
Autres références
-
TERRE - Planète Terre
- Écrit par Jean AUBOUIN, Jean KOVALEVSKY
- 9 225 mots
- 9 médias
La sismologie allait donner une mesure de ces trois enveloppes : la discontinuité de Mohorovičić, ou moho, vers 30 kilomètres de profondeur en moyenne, marquée par la réflexion et la réfraction des rais sismiques, constitue la frontière entre la croûte et le manteau ; la discontinuité de... -
ACCÉLÉROMÈTRES SPATIAUX
- Écrit par Raphaël F. GARCIA, Pierre TOUBOUL
- 4 883 mots
- 3 médias
Pourquoi cette orbite est-elle si basse ? L'objectif scientifique de la mission Goce consiste à déterminer de façon très précise les anomalies du champ de gravité terrestre. En un point donné, la pesanteur est la résultante de l'attraction gravitationnelle suivant la loi de Newton et de l'accélération... -
ANTHROPOCÈNE
- Écrit par Valérie CHANSIGAUD
- 2 468 mots
- 2 médias
Ces approches historiques et géographiques sont enrichies, à la fin du xixe siècle, par des contributions relevant de la géophysique, avec les travaux de Svante Arrhenius et Thomas C. Chamberlain qui cherchent à quantifier les transformations géochimiques provoquées par l’homme. Ces auteurs étudient... -
ATMOSPHÈRE - La couche atmosphérique terrestre
- Écrit par Jean-Pierre CHALON
- 7 816 mots
- 7 médias
Par définition, l’atmosphère est l’enveloppe gazeuse qui entoure une planète. Elle est maintenue autour de cette planète par la force gravitationnelle qui la retient et l’empêche de s’échapper vers l’espace interplanétaire. L’atmosphère terrestre est une machine complexe, un fluide en perpétuel mouvement,...
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Voir aussi
- ONDES SISMIQUES
- PHYSIQUE DU GLOBE
- ACCÉLÉRATION
- SISMIQUE-RÉFLEXION & SISMIQUE-RÉFRACTION
- CHAMP GRAVITATIONNEL
- POIDS, physique
- GÉOPHYSIQUE PROSPECTION
- ASSOCIATIONS INTERNATIONALES SCIENTIFIQUES
- GÉODÉSIE SPATIALE
- MARÉES OCÉANIQUES
- CHAMP ÉLECTROMAGNÉTIQUE
- ÉRUPTIONS SOLAIRES ou TEMPÊTES SOLAIRES
- VENT SOLAIRE
- MARÉES TERRESTRES
- SISMOLOGIE
- PESON
- NOYAU, géophysique
- INVERSION DU CHAMP MAGNÉTIQUE TERRESTRE
- CHAMP MAGNÉTIQUE TERRESTRE ou CHAMP GÉOMAGNÉTIQUE
- UGGI (Union géodésique et géophysique internationale)
- COOPÉRATION INTERNATIONALE
- CONSTANTE DE GRAVITATION
- DÉFORMATION DES ROCHES
- GPS (Global Positioning System)
- GRAVITÉ
- PLAQUES, géophysique
- SATELLITES D'OBSERVATION DE LA TERRE
- SISMOMÈTRE
- IMAGE ou REPRÉSENTATION TRIDIMENSIONNELLE (3D)
- INTERFÉROMÉTRIE RADAR
- OBSERVATOIRES GÉOPHYSIQUES
