LITHOSPHÈRE

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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 plaques ou comme une couche limite thermique assurant la transition entre un manteau chaud (1 400 0C vers 100 km de profondeur) et convectif et la surface externe froide du globe, de température moyenne proche de 0 0C ; elle peut aussi être identifiée par détermination in situ de propriétés sismiques (vitesses de propagation des ondes, facteur d'atténuation).

La lithosphère mécanique

Identifiée aux plaques, la lithosphère mécanique représente la partie superficielle du globe qui est capable de subir des déplacements horizontaux importants par rapport aux zones profondes – de l'ordre de 100 kilomètres par million d'années – dans un mouvement quasi rigide, avec des taux de déformation ˙ε inférieurs de plus de trois ordres de grandeur à ceux qui affectent la région de découplage située au-dessous, dans l'asthénosphère : moins de 10-17 s-1 contre 10-14 s-1. Elle apparaît comme un guide pouvant transmettre à distance les contraintes associées à la tectonique des plaques. Cette définition reste formelle sans la connaissance de l'état thermique du milieu, qui influence fortement le comportement mécanique des matériaux terrestres pour les valeurs des contraintes et des taux de déformation habituels dans les phénomènes géodynamiques (respectivement : de 1 à 10 MPa et 10-15 s-1).

La lithosphère, couche limite thermique

La couche limite thermique est la région superficielle où les transferts thermiques se font essentiellement par conduction, par opposition à une région plus profonde, l'asthénosphère, où les échanges thermiques se font principalement par conv [...]


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Tectonique des plaques

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Olivine

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Vitesse des ondes en fonction de la profondeur

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Modèle de flexion d'une plaque lithosphérique mince

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CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES

  • Écrit par 
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Dans le chapitre « Le cycle global du soufre perturbé par les activités humaines »  : […] La grande majorité du soufre est présente dans la lithosphère, qui contient 2 × 10 10  Mt S peu échangeable. Les réservoirs de soufre mobile sont l'atmosphère (4,8 Mt S), les lacs et les rivières (300 Mt S), les sols et les végétaux terrestres (300 000 Mt S), l'océan (1,3 × 10 9  Mt S), les sédiments océaniques (3 × 10 8  Mt S) et la biosphère marine (30 Mt S) [fig. 4] . La connaissance du cycle […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cycles-biogeochimiques/#i_16999

DÉRIVE DES CONTINENTS (modélisation numérique)

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DIETZ ROBERT SINCLAIR (1914-1995)

  • Écrit par 
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Le géophysicien et océanographe américain Robert Sinclair Dietz est surtout connu pour avoir formulé avec son compatriote et collègue, le géologue Harry Hammond Hess (1906-1969), l’hypothèse de l’expansion des fonds océaniques ( seafloor spreading ). Robert Sinclair Dietz naît le 14 septembre 1914, à Westfield (New Jersey). Il étudie à l’université d’Illinois, où il obtient une licence en 1937, pu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/robert-sinclair-dietz/#i_16999

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Dans le chapitre « Le manteau sous la dorsale »  : […] Il y a peu de renseignements directs sur la structure profonde des dorsales. La pétrologie et la géochimie des laves et des péridotites apportent cependant des contraintes sur la composition du manteau (source des magmas mis en place à l'axe des dorsales) et sur les conditions physiques des premiers stades de sa fusion. Dans les zones de divergence des plaques, le manteau asthénosphérique remonte […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/dorsales-oceaniques/#i_16999

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HISTOIRE DES BASSINS OCÉANIQUES (H. H. Hess)

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
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Dans son ouvrage majeur, Histoire des bassins océaniques , l'Américain Harry Hammond Hess (1906-1969), professeur à l'université de Princeton, soutient que le plancher océanique se forme au niveau des dorsales, y dérive de part et d'autre à la manière d'un double « tapis roulant », puis plonge au niveau des fosses qui bordent certains continents. De plus, Hess attribue le déplacement du plancher […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/histoire-des-bassins-oceaniques/#i_16999

ISOSTASIE, géologie

  • Écrit par 
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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 reliefs. En dessous du niveau de compensation, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/isostasie-geologie/#i_16999

LITHOSPHÈRE OCÉANIQUE (MICROBIOLOGIE DE LA)

  • Écrit par 
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Les premières photos des sources hydrothermales océaniques ramenées par le sous-marin Alvin en 1979 ont bousculé l'idée que la vie ne pouvait se développer qu'à la faveur de l'énergie lumineuse prodiguée par le Soleil. Ces oasis, où prolifère la vie, prouvent ainsi l'existence d'écosystèmes indépendants de la photosynthèse qui puisent leur énergie dans des processus géologiques et les réactions […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lithosphere-oceanique-microbiologie-de-la/#i_16999

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MANTEAU TERRESTRE

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Dans le chapitre « La structure radiale du manteau »  : […] La structure radiale du manteau se décrit comme une série de couches « en pelure d'oignons » (fig. 1). La limite supérieure du manteau est celle qui marque la transition avec la croûte, continentale ou océanique. La première mise en évidence, par utilisation des méthodes sismiques en 1909, est due au météorologue et sismologue croate Andrija Mohorovičić, qui lui a donné son nom : le Moho . Le Moho […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/manteau-terrestre/#i_16999

MARGES CONTINENTALES

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Les marges continentales sont situées en bordure des continents, à la frontière du domaine océanique . Pour en comprendre l'origine et l'évolution géologique, un rappel des données de base de la tectonique des plaques et de la physique du globe est nécessaire. L'enveloppe superficielle de la Terre est la lithosphère, rigide, qui glisse lentement (quelques centimètres par an) sur l' asthénosphère, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/marges-continentales/#i_16999

MERCURE, planète

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  • Pierre THOMAS
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Dans le chapitre « Interprétation »  : […] On émet l'hypothèse qu'une planète est constituée d'une lithosphère unique et continue, dans un état de contrainte (compressive ou extensive) dû aux variations de volume d'origine thermique (refroidissement ou réchauffement). Un impact qui forme un cratère dont la profondeur transitoire est importante (de l'ordre de grandeur de l'épaisseur de la lithosphère) va percer ou pour le moins fracturer e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mercure-planete/#i_16999

MÉTAMORPHISME ET GÉODYNAMIQUE

  • Écrit par 
  • Christian NICOLLET
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Dans le chapitre « De l’océan à la chaîne de montagnes »  : […] Dans un schéma simplifié, une zone de convergence résulte de la fermeture d’un océan et de la collision des marges continentales, à l’origine d’une chaîne de montagnes. L’évolution T-P enregistrée par les roches métamorphiques tout au long de ce processus géodynamique contribue à la caractérisation de l’évolution dynamique de la zone de convergence. L’histoire d’une chaîne de montagnes débute dès […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metamorphisme-et-geodynamique/#i_16999

MONTAGNES - Formation des chaînes de montagnes

  • Écrit par 
  • Jean AUBOUIN, 
  • Maurice MATTAUER, 
  • Jacques-Louis MERCIER
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Dans le chapitre «  La convergence des plaques et les types de chaînes de montagnes »  : […] En tectonique des plaques, on admet que la couche la plus externe du globe, ou lithosphère, est formée par une dizaine de grandes plaques, relativement rigides, qui se déplacent les unes par rapport aux autres ; elles sont séparées par des zones, plus ou moins étroites, où se trouve concentrée la déformation et qui correspondent aux zones sismiques. La nature des déformations qui se produisent dan […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/montagnes-formation-des-chaines-de-montagnes/#i_16999

OCÉANIE - Géologie

  • Écrit par 
  • Michel RABINOVITCH
  •  • 11 313 mots
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Les limites géologiques de l'Océanie sont marquées par des zones de subduction qui se traduisent morphologiquement par les profondes fosses des Tonga-Kermadec, des Mariannes, du Japon et des Kouriles, à l'ouest, par la fosse des Aléoutiennes, au nord, par la côte nord-américaine et la fosse du Pérou-Chili, à l'est. On admet que la limite sud est constituée par la dorsale océanique Pacifique-Ant […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oceanie-geologie/#i_16999

PACIFIQUE OCÉAN

  • Écrit par 
  • Jean FRANCHETEAU
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Dans le chapitre « Les zones de subduction »  : […] Les zones de subduction constituent un des traits dominants du Pacifique qui, contrairement aux autres océans, est entouré d'une «  ceinture de feu ». On a même baptisé marges du type Pacifique (ou marges actives), les bordures actives du Pacifique qui reflètent le fait que cet océan est en train de se rétrécir, au taux de 0,5 kilomètre carré par an, par subduction de sa lithosphère sur ses marg […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ocean-pacifique/#i_16999

POINTS CHAUDS, géophysique

  • Écrit par 
  • Cinzia FARNETANI
  •  • 2 444 mots
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Dans le chapitre « Tectonique des plaques, points chauds et panaches mantelliques »  : […] La théorie de la tectonique des plaques permet d'expliquer la distribution de la plupart des 540 volcans actifs sur la Terre : le volcanisme se concentre aux marges des plaques lithosphériques. Aux dorsales océaniques, là où les plaques divergent à des vitesses de 2 à 8 centimètres par an, la remontée du manteau solide induit la fusion partielle par décompression adiabatique. Que signifie « décom […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/points-chauds-geophysique/#i_16999

SÉISMES ET SISMOLOGIE - Ondes sismiques

  • Écrit par 
  • Michel CARA
  •  • 4 880 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Imagerie sismique moderne »  : […] Les résultats présentés jusqu'ici s'appuient sur une vision à symétrie sphérique des structures internes de la Terre. Depuis une vingtaine d'années, la sismologie a fait des progrès considérables pour imager l'intérieur du globe en trois dimensions, grâce, d'une part, au développement et à la densification des réseaux sismologiques, et, d'autre part, à l'utilisation de moyens de calcul toujours pl […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/seismes-et-sismologie-ondes-sismiques/#i_16999

SISMICITÉ EN FRANCE

  • Écrit par 
  • Frédéric MASSON
  •  • 7 345 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Les Alpes »  : […] Le phénomène le plus important observé dans les Alpes est un taux de soulèvement (mouvement vertical) allant jusqu'à 2,5 mm/an dans les Alpes centrales (Suisse, Autriche) et le nord des Alpes occidentales (France). Les régions environnantes, notamment les Alpes occidentales du sud, ne présentent aucun mouvement vertical (0,0±0,5 mm/an). Dans les Alpes occidentales, à grande échelle, le mouvement […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sismicite-en-france/#i_16999

SUBDUCTION

  • Écrit par 
  • Jean AUBOUIN
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Dans le chapitre « Tectonique liée à la subduction »  : […] Les conséquences tectoniques de la subduction se placent entre deux extrêmes. Dans les zones caractérisées par une sédimentation importante et une vitesse de convergence forte, la couverture sédimentaire de la lithosphère océanique qui entre en subduction est « pelée » – parfois partiellement, avec un décollement différentiel – et accumulée en écailles successives contre la marge continentale, qu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/subduction/#i_16999

SUBSIDENCE, géologie

  • Écrit par 
  • Marie-Françoise BRUNET
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Dans le chapitre « Mécanismes initiateurs et modèles »  : […] Un grand pas dans la compréhension des origines de la subsidence a été franchi avec l'étude des relations de la décroissance du flux thermique et de l'approfondissement des bassins océaniques avec l'âge, selon une courbe de refroidissement à allure exponentielle (constante de temps : 62,8 Ma ; Barry Parsons et John G. Sclater, 1977 ; cf.  lithosphère , fig. 8). Durant la formation des zones en ex […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/subsidence-geologie/#i_16999

TECTONIQUE DES PLAQUES

  • Écrit par 
  • Jean AUBOUIN
  •  • 7 545 mots
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Dans le chapitre « La théorie des plaques »  : […] À ce stade de réflexion, la naissance d'océans, comme l'Atlantique, serait éventuellement compatible avec la notion d'une expansion généralisée du globe, a contrario des conceptions contractionnistes développées jusqu'alors (S. W. Carey, 1958). Mais, si l'on n'admet pas cette expansion généralisée, il faut alors concevoir, à côté de zones où naît la croûte océanique (rifts médio-océaniques, qui se […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tectonique-des-plaques/#i_16999

TECTONOPHYSIQUE

  • Écrit par 
  • Jean AUBOUIN
  •  • 3 686 mots
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Dans le chapitre « La théorie des plaques »  : […] La synthèse des observations qui précèdent a été faite par Jack Oliver et Bryan L. Isacks, qui substituèrent aux notions de croûte continentale, de croûte océanique, de manteau, fondées sur des différences géochimiques, celles de lithosphère et d' asthénosphère , fondées sur des différences d'état physique, la lithosphère constituant la partie supérieure de l'ensemble croûte-manteau dans un état […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tectonophysique/#i_16999

TERRE - La planète Terre

  • Écrit par 
  • Jean AUBOUIN, 
  • Jean KOVALEVSKY, 
  • Evry SCHATZMAN
  •  • 12 049 mots
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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_16999

THÉORIE DE LA TECTONIQUE DES PLAQUES

  • Écrit par 
  • Florence DANIEL
  •  • 285 mots
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La tectonique des plaques est l'aboutissement de toute une série d'hypothèses – depuis celle de la dérive des continents proposée par Alfred Wegener (1912) à celle de Frederick Vine et Drummond Matthews (1963) en passant par celle de l'expansion des fonds océaniques formulée par Harry Hess en 1962. Selon cette théorie, de grandes plaques rigides en mouvement découpent la lithosphère, l'enveloppe e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/theorie-de-la-tectonique-des-plaques/#i_16999

VÉNUS, planète

  • Écrit par 
  • Véronique ANSAN, 
  • Éric CHASSEFIÈRE, 
  • Philippe MASSON, 
  • Francis ROCARD
  •  • 12 644 mots
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Dans le chapitre «  Caractéristiques générales »  : […] Vénus est la deuxième planète du système solaire que l'on rencontre en s'éloignant du Soleil . Elle gravite sur une orbite quasi circulaire dont le rayon moyen est de 108 millions de kilomètres. De ce fait, Vénus reçoit un rayonnement solaire presque deux fois plus intense que la Terre, et sa période de révolution sidérale est de 224,7 jours terrestres. Paradoxalement, la rotation de la planète e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/venus-planete/#i_16999

VOLCANISME ET VOLCANOLOGIE

  • Écrit par 
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  • Haroun TAZIEFF, 
  • Jacques VARET
  •  • 14 516 mots
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Dans le chapitre « Volcanisme et tectonique »  : […] Les fissures par lesquelles les volcans sont alimentés depuis les profondeurs doivent être ouvertes assez largement pour permettre aux magmas, dont la viscosité est toujours élevée, de s'y injecter jusqu'à la surface. Cela signifie que le volcanisme ne peut exister que dans des régions où l'écorce terrestre est soumise à des efforts divergents (tension), car ni les failles de compression ni celles […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/volcanisme-et-volcanologie/#i_16999

Voir aussi

Pour citer l’article

Marc DAIGNIÈRES, Adolphe NICOLAS, « LITHOSPHÈRE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 06 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/lithosphere/