GÉOPHYSIQUE

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Géologie sous-marine

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 Profil de réflexion sismique

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Tectonique des plaques en Méditerranée

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Visualisation sismique

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La géophysique utilise les méthodes de la physique pour étudier la Terre et son environnement. La structure du sous-sol et des grandes profondeurs terrestres, ainsi que la dynamique des mouvements internes concernent la « géophysique interne ». C'est l'objet du présent article. Avec la géologie, la géochimie, la géodésie et la géodynamique, la géophysique interne fait partie intégrante des sciences de la Terre. La physique des couches fluides de l'atmosphère et des océans relève respectivement de la météorologie, de l'aérologie, de la climatologie et de l'océanographie physique. La physique des couches ionisées de la haute atmosphère et de leurs interactions avec le vent solaire relève de ce qu'on appelle la « géophysique externe ». Enfin, l'hydrologie est une discipline frontière touchant aux circulations de l'eau dans le sous-sol.

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 de ces caractéristiques physiques est essentielle pour construire des modèles quantitatifs du fonctionnement de notre planète et de son évolution. Si la géologie nous apprend beaucoup à partir de l'analyse de roches remontées lors de processus orogéniques ou éruptifs, la géophysique nous permet de connaître à distance les propriétés physiques des matériaux en analysant des signaux détectables depuis la surface du sol ou dans 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).

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 [...]


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Écrit par :

  • : ancien professeur à l'université de Strasbourg

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Autres références

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ATMOSPHÈRE - La couche atmosphérique

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DORSALES OCÉANIQUES

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ÉROSION DU LITTORAL

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GÉODYNAMIQUE

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Le mot « géodynamique » est apparu à l'aube du xx e  siècle (É. Hang, 1908 ? A.E.H. Love, 1911 ?) sans que sa naissance ait été accompagnée d'une définition qui en précise clairement les limites. Par rapport à l'expression antérieure « géologie dynamique », dont il apparaît comme une contraction, l'étymologie suggère un élargissement du sens, puis […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/geodynamique/#i_21247

GÉOLOGIE - Géologie contemporaine

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Dans le chapitre « Géophysique »  : […] La géophysique est définie comme l'application des méthodes de la physique à l'imagerie du globe, de la surface vers la profondeur, et à la modélisation des processus qui y sont à l'œuvre. Son irruption dans le monde de la géologie après la Seconde Guerre mondiale a permis de formaliser la théorie de la tectonique des plaques. En effet, la dérive des continents proposée par Wegener plus de cinqua […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/geologie-geologie-contemporaine/#i_21247

GÉOMAGNÉTISME ou MAGNÉTISME TERRESTRE

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GÉOTHERMIE

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Dans le chapitre « Interprétation géophysique »  : […] L' interprétation globale du flux géothermique est l'un des plus anciens problèmes que se soit posé la géophysique, puisque Buffon déjà en avait tiré l'idée d'un refroidissement de la Terre et avait tenté d'en déduire l'âge de celle-ci. Les boulets de canon pris comme terme de comparaison lui avaient montré, correctement, une durée de refroidissement proportionnelle au diamètre, mais il définissa […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/geothermie/#i_21247

GLACIERS

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Dans le chapitre « Glaciologie »  : […] Les résultats obtenus par la glaciologie intéressent l'économie de vastes régions. Ils concernent les constructions et le drainage en présence d'un sol gelé permanent, la « traficabilité » hivernale et les sports d'hiver, les ressources en eau et l'hydroélectricité, la protection civile contre les avalanches de neige ou de glace, contre les débâcles de lacs de barrage glaciaire. La glaciologie n'e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/glaciers/#i_21247

GRAVIMÉTRIE

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La gravimétrie a pour objet la mesure de l'intensité de la pesanteur en un point donné, et elle exploite les résultats de cette mesure, effectuée en un grand nombre de stations. L'intensité de la pesanteur étant directement liée à l'attraction subie par l'instrument de la part des différentes parties du globe terrestre, compte tenu de la force centrifuge due à la rotation, la gravimétrie apporte […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gravimetrie/#i_21247

ISOSTASIE, géologie

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Le terme « isostasie » (du grec isos , égal, et stasis , arrêt) traduit l'état d'équilibre des roches de la croûte terrestre par rapport au manteau sous-jacent. Ce phénomène implique que, au-dessus d'une certaine profondeur, appelée niveau de compensation, la masse des roches crustales superficielles est partout la même quelle que soit l'altitude des re […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/isostasie-geologie/#i_21247

LITHOSPHÈRE

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  • Adolphe NICOLAS
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Dans le chapitre « Définitions et identification de la lithosphère »  : […] En elle-même, la théorie de la tectonique des plaques n'apporte pas d'indication sur l'épaisseur des plaques mobiles, et c'est l'élaboration de modèles physiques, mécaniques et thermiques qui permet de préciser la structure en profondeur de la couche rigide entraînée dans les mouvements de dérive. La lithosphère peut être conceptualisée comme une entité mécanique à l'échelle de la tectonique des p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lithosphere/#i_21247

MARÉES

  • Écrit par 
  • Françoise COMBES, 
  • André GOUGENHEIM, 
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Le mot marée désigne, dans son acception la plus courante, le mouvement oscillatoire du niveau de la mer résultant des attractions de la Lune et du Soleil sur les particules liquides ; le phénomène est donc une conséquence de la gravitation universelle. Les divers bassins océaniques, en raison de leur constitution, ne réagissent pas de la même manière à ces actions, et l'on peut dire que la maré […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/marees/#i_21247

MARGES CONTINENTALES

  • Écrit par 
  • Gilbert BOILLOT
  •  • 4 316 mots
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Dans le chapitre « La séismicité »  : […] Les marges actives (de type cordillère ou de type arc insulaire) coïncident avec la première ceinture sismique du globe, de loin la plus active et meurtrière. Les foyers des séismes sont situés à des profondeurs très diverses, entre 0 et 700 kilomètres de la surface (cf.  subduction , ). En fait, tous les séismes ont leur source dans la partie la plus superficielle (le to […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/marges-continentales/#i_21247

MODÈLE

  • Écrit par 
  • Raymond BOUDON, 
  • Hubert DAMISCH, 
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  • Bernard JAULIN, 
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  • Jean-François RICHARD, 
  • Bernard VICTORRI
  •  • 24 440 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « La géophysique »  : […] À cette méthode traditionnelle de la géologie, qui se refuse à la construction de modèles, suspects d'être à la fois arbitraires et artificiels, s'oppose la méthode de la géophysique. Dès que l'on envisage une grandeur physique mesurable, telle que le temps de parcours d'une onde sismique, un champ magnétique, l'intensité de la pesanteur, dont la valeur dépend de la distribution de certaines propr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/modele/#i_21247

OCÉAN ET MERS (Géologie sous-marine) - Étude des fonds sous-marins

  • Écrit par 
  • Gérard GRAU, 
  • Lucien MONTADERT, 
  • Claude SALLÉ
  •  • 4 245 mots
  •  • 6 médias

La description du monde minéral et la reconstitution historique des phénomènes géologiques restèrent longtemps essentiellement limitées aux continents. C'est seulement depuis le milieu du xx e  siècle que l'étude géologique des régions immergées, qui occupent 72 p. 100 de la surface du globe, a connu un développement vraiment spectaculaire. Certe […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ocean-et-mers-geologie-sous-marine-etude-des-fonds-sous-marins/#i_21247

OCÉANOGRAPHIE

  • Écrit par 
  • Patrick GEISTDOERFER
  •  • 10 070 mots
  •  • 11 médias

Dans le chapitre « Un océan mondial »  : […] L’ensemble des océans et des mers recouvre près de 71 p. 100 de la surface du globe terrestre, soit quelque 361 millions de kilomètres carrés, et correspond à un volume d’eau de 1 370 millions de kilomètres cubes. Il y a continuité de la masse océanique mondiale, c’est-à-dire qu’il n’y a qu’un seul et même océan – l’océan mondial – avec des régions – les océans et les mers – qui possèdent leurs pr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oceanographie/#i_21247

PALÉOMAGNÉTISME

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre VALET
  •  • 5 029 mots
  •  • 6 médias

Comme son nom le suggère, le paléomagnétisme repose sur l’étude du champ magnétique ancien de la Terre. Cette discipline des sciences de la Terre a connu son plein essor à partir des années 1960. Elle a fortement contribué à démontrer l’expansion des fonds océaniques et, plus généralement, à la formulation de la théorie de la tectonique des plaques. Le paléomagnétisme repose pour l’essentiel sur […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/paleomagnetisme/#i_21247

PRÉCESSION ET NUTATION

  • Écrit par 
  • Jean KOVALEVSKY
  •  • 1 768 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Application à la géophysique »  : […] Les insuffisances de la théorie de la nutation de Woolard, fondée sur un modèle de Terre rigide, ont été corrigées grâce à la prise en compte de la structure réelle de la Terre. Mais, inversement, c'est parce que la valeur observée de la nutation n'était pas cohérente avec le modèle rigide qu'on a recherché les causes possibles de ces divergences dans la structure de l'intérieur de la Terre. En pa […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/precession-et-nutation/#i_21247

PRESSIONS PHYSIQUE & CHIMIE DES HAUTES

  • Écrit par 
  • Bernard LE NEINDRE, 
  • Boris OKSENGORN, 
  • Jacques ROMAND, 
  • Boris VODAR
  •  • 5 490 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Hautes pressions et planétologie »  : […] L'intérieur de la Terre est caractérisé par l'existence de pressions élevées , dont les valeurs sont assez bien connues à partir des données expérimentales sur les vitesses de propagation des ondes sismiques en fonction de la profondeur ainsi que de la masse et de l'inertie de la Terre. La détermination des températures, bien que beaucoup plus imprécise, conduit à des valeurs qui atteindraient 4 0 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-et-chimie-des-hautes-pressions/#i_21247

PRINCIPE DE L'ISOSTASIE

  • Écrit par 
  • Florence DANIEL
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Le géologue américain Clarence Edward Dutton (1841-1912) publie en 1889 un article intitulé On Some of Greater Problems of Physical Geology ( Sur certains des plus grands problèmes de géologie physique ). Il y développe notamment la théorie de l'isostasie (il est l'inventeur de ce terme). L'isostasie est définie aujourd'hui comme l'état d'équilibre hyd […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/principe-de-l-isostasie/#i_21247

SÉISMES ET EXPLOITATION PÉTROLIÈRE

  • Écrit par 
  • Robin LACASSIN
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L'exploitation du pétrole et du gaz naturel provoque classiquement des séismes faibles à modérés. Cela a été le cas en France, par exemple, du gisement de Lacq (Pyrénées-Atlantiques), puisque des tremblements de terre de magnitude inférieure ou égale à 4 ont accompagné l'activité de ce site ayant permis d’alimenter le réseau de gaz du pays de 1957 à 2013. La fracturation hydraulique, utilisée à l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/seismes-et-exploitation-petroliere/#i_21247

SÉISMES ET SISMOLOGIE - Ondes sismiques

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La sismologie est l'art d'interpréter des enregistrements de mouvements du sol générés par les séismes. Pour le non-spécialiste, les séismes sont assimilés aux catastrophes telluriques qu'ils occasionnent. Pour le sismologue, ils ont bien d'autres facettes. Ils permettent notamment de sonder les structures profondes de la Terre et d'étudier son fonctionnement interne. La plupart des mouvements si […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/seismes-et-sismologie-ondes-sismiques/#i_21247

SÉISMES ET SISMOLOGIE - Sismicité et tectonique des plaques

  • Écrit par 
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Le développement des réseaux de sismographes à l'échelle mondiale a rapidement montré que la sismicité n'était pas distribuée au hasard, mais qu'elle s'articulait le long de grandes lignes sismiques continues à la surface du globe. L'interprétation de ces données n'a pu être proposée de manière cohérente qu'avec le développement de la théorie de la tectonique des plaques. En 1968, Bryan L. Isacks […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/seismes-et-sismologie-sismicite-et-tectonique-des-plaques/#i_21247

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  • Écrit par 
  • Jean AUBOUIN
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Dans le chapitre « Autres caractères géophysiques  »  : […] Des caractères géophysiques autres que les propriétés sismiques qui ont conduit à la mettre en évidence sont associés à la subduction. Connu depuis longtemps, le déficit de gravité, marqué par des anomalies gravimétriques négatives (fig. 4) – les anomalies de Bouguer et les anomalies à l'air libre y atteignent des valeurs de l'ordre de 200 milligals –, avait été attribué à un bouclage vers le ba […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/subduction/#i_21247

TECTONIQUE DES PLAQUES

  • Écrit par 
  • Jean AUBOUIN
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Dans le chapitre « La dérive des continents »  : […] La première idée qui vint à l'esprit des géologues est celle de la stabilité des continents et des océans, suivant en cela la sagesse populaire qui accorde au roc la fermeté éternelle . Il appartint à Wegener, dans un livre demeuré fameux par les idées qu'il a semées et les controverses qu'il a soulevées ( Die Entstehung der Kontinente und Ozeane , 1915), d'attirer l'attentio […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tectonique-des-plaques/#i_21247

TECTONOPHYSIQUE

  • Écrit par 
  • Jean AUBOUIN
  •  • 3 686 mots
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Dans le chapitre « Géophysique appliquée à la mégatectonique »  : […] À l'échelle du globe, la géophysique donne des informations sur les rapports de continent à continent, de continent à océan, de continent à océan et ceintures orogéniques. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tectonophysique/#i_21247

TERRE - La planète Terre

  • Écrit par 
  • Jean AUBOUIN, 
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  • Evry SCHATZMAN
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Dans le chapitre « Structure du globe terrestre »  : […] La densité des roches superficielles, égale à 2,7, très différente de celle de la Terre dans son ensemble, égale à 5,52, a conduit à conjecturer une composition variant avec la profondeur . En combinant la nature surtout granitique des roches de surface, celle, surtout basaltique, des roches issues des magmas rejetés par les volcans et la composition en fer-nickel de la majorité des météorites, on […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/terre-la-planete-terre/#i_21247

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ZEALANDIA ou ZÉLANDIA

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  • Camille CLERC
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Dans le chapitre « Qu’est-ce qu’un continent ? »  : […] En géologie, un continent désigne une étendue majeure de terre, incluant les terres émergées et les plateaux continentaux immergés qui l’entourent. Par extension, les géologues distinguent sur la surface de la Terre deux principaux domaines caractérisés par un type de croûte spécifique : le domaine océanique et le domaine continental. La croûte océanique, qui recouvre 71 p. 100 de la surface du g […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/zealandia-zelandia/#i_21247

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Pour citer l’article

Michel CARA, « GÉOPHYSIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/geophysique/