Cours de Géologie :)

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Le puzzle des continents


Wegener avait exécuté sa reconstitution de la Pangée en utilisant les lignes des rivages actuels autour de l'Atlantique. Mais la concordance s'avérait par endroits plutôt boîteuse. Il n'avait pas compris qu'il fallait faire la reconstitution avec les marges des masses continentales, puisque ces marges correspondent aux lignes de fragmentation du mégacontinent Pangée. Aujourd'hui, on sait que le relief des océans est en grande partie contrôlé par la nature de la croûte terrestre: croûte continentale épaisse et croûte océanique plus mince.

  

Prismes d'accrétion


Le phénomène d’accrétion est abordé en géologie lors de la formation de la Terre, au niveau des dorsales océaniques et des subductions.

Les prismes d’accrétion sédimentaire (ex arc sédimentaire ainsi appelé par opposition avec l’arc volcanique) sont des structures tectoniques associées aux subductions au niveau des marges actives.

Les bassins avant arc sont appelés ainsi en référence à l’arc volcanique: exemple de la mer Tyrrhénienne ou de la subduction dans l’Atlantique central avec l’arc volcanique de la Guadeloupe et de la Martinique et son bassin arrière arc de la mer des Caraïbes mais ce bassin existait auparavant. L’arc volcanique est venu s’ajouter.

  

Ophiolites


Les ophiolites sont des lambeaux de planchers océaniques retrouvés dans les montagnes. Par extension, le terme est appliqué aux constituants des planchers océaniques que l'on récupère par forages. Ophiolite vient de ophidien qui est le sous ordre des reptiles.

Les ophiolites sont constituées principalement de serpentinite dont le minéral essentiel est la serpentine.

Les plus vieux planchers océaniques ont 165Ma, ils sont dans le Pacifique au NW du Japon et dans l'Atlantique central vers les Caraïbes. Les planchers des Atlantiques N et S ont au maximum 80Ma (crétacé). C'est l'age de ces vieux planchers qui ont eu le temps de refroidir et de se densifier qui explique le début de subduction dans cette zone de l'Atlantique avec l'arc volcanique comprenant la Martinique et la Guadeloupe et le prisme d'accrétion sédimentaire de l'île de la Barbade.

Il existe des ophiolites beaucoup plus anciennes que 165Ma, jusqu'à plusieurs milliards d'années (Ga). Ces ophiolites très anciennes permettent de retrouver une partie de l'historique de la tectonique des plaques; leur composition a montré que les mécanismes de la tectonique ont changé depuis 2Ga certainement parce que la température était alors plus élevée, la croûte moins rigide et les mouvements de plaques plus rapides. Aidé par des simulations, l'hypothèse d'un nombre de plaques principales supérieur à 12 est acceptée.

  

La Derive des Continents


La dérive des continents est une théorie proposée au début du siècle par le physicien-météorologue Alfred Wegener, pour tenter d'expliquer, entre autres, la similitude dans le tracé des côtes de part et d'autre de l'Atlantique, une observation qui en avait intrigué d'autres avant lui.

Wegener était un scientifique de son siècle, possédant une large gamme de connaissances en géologie, géophysique, astronomie et météorologie.

Il possédait, en outre, le courage, la fièvre de connaître, l'indépendance, la rigueur intellectuelle, la logique et une bonne dose d'intuition. Armé de tout ce bagage, il a pu formuler une hypothèse sur le déplacement des continents. Il avait observé la complémentarité des lignes cotières entre l'Amérique du Sud et l'Afrique; il y conçut l'idée qu'autrefois l'Afrique et l'Amérique n'avaient été qu'un seul et même bloc qui se serait fragmenté en deux parties lesquelles se seraient ensuite éloignées l'une de l'autre. C'est la théorie de la dérive des continents.

Wegener avançait des "preuves" pour appuyer sa théorie. Il serait plus juste de dire qu'il apportait des faits d'observation qui pouvaient être expliqués par une dérive des continents.

  

Composition de la croute terrestre : Du mineral a la roche


1\ Distinction minéral / roche.


Les niveaux d'organisation des roches et des minéraux sont différents (différence entre cristal, minéral et roche). Une roche est constituée par la juxtaposition de grains minéraux (la même espèce de minéral ou des espèces différentes) présentés, eux-mêmes, sous forme de cristaux. Le cristal est un individu alors que le minéral est l'espèce à laquelle appartient l'individu. La roche est la population regroupant les différents individus appartenant à une ou plusieurs espèces.


2\ Assemblage des minéraux.


Deux éventualités pour expliquer l'origine des minéraux dans une roche :

  • Minéraux néoformés : les minéraux apparaissent par cristallisation au moment de la formation de la roche. Il y a mise en ordre d'éléments chimiques pré-existant au moment de cette cristallisation.

  • Minéraux hérités : les minéraux existaient en tant que tel au moment de la formation de la nouvelle roche.

  

Composition de la croute terrestre : Substances minerales


Définition :

Un minéral est une substance naturelle de composition chimique et de structure atomique bien définie qui se présente souvent sous forme de cristaux. On connaît 1500 à 1800 espèces minérales. 200 sont relativement connues. On trouve dans ces minéraux 8 éléments chimiques fondamentaux, produisant des assemblages distincts.


1\ Les silicates.


Revoir le document précédent.

 

  

Composition de la croute terrestre : Les cristaux


Définition.

Un cristal est un solide minéral, naturel, homogène, ordonné à l'échelle atomique et défini par une composition chimique précise. Ce cristal est limité par ses faces généralement planes, faisant entre elles des angles parfaitement définis. Les cristaux se forment à partir de liquides fondus et de vapeurs.


1\ Cristallisation expérimentale.


C'est une cristallisation à partir d'un liquide amorphe qui sera soit une solution d'ions soit un liquide en fusion haute température (HT). La cristallisation est l'apparition, dans un liquide amorphe, d'une phase ordonnée (cristalline).

Ce mécanisme comprend deux phases successives : la germination (ou nucléation) et la croissance. Les températures et la composition jouent un rôle prépondérant dans cette cristallisation (la pression est, elle, peu importante).


a\ Surconcentration de solution.


Le liquide amorphe est une solution d'éléments chimiques dissous dans l'eau. Si la solution est saturée, elle contient un grand nombre d'ions (son maximum). Un cristal placé dans une solution saturée ne peut ni croître ni se dissoudre (décroître).

La cristallisation d'une solution se produit si il y a sursaturation (on « dépasse » le degré de dépassement). Pour que celle-ci se produise, elle doit atteindre son entropie minimale (état stable). On obtient un résultat par évaporation et l'on a deux cas possibles :

  • Si la surconcentration est faible, il y a peu de germes mais qui atteindront la taille critique (germe de grande taille). Présence de peu de cristaux mais de grande taille.

  • Si la surconcentration est forte, il y aura de nombreux nucléi à la taille critique : on obtiendra au final des cristaux très petits et très nombreux.

  

Composition de la croute terrestre : Substances chimiques




 


1\ Répartition naturelle.


a\ Les huit éléments principaux.


Ces huit éléments comptent pour 98% du poids total de la croûte.


  • Le plus abondant est l'oxygène, que ce soit en masse ou en volume. La croûte est aussi appelée oxysphère.

  • Si : 27,7%

  • Al : 8,1%

  • Fe : 5,01%

  • Mg : 2,1%

  • K : 2,6%

  • Ca : 3,63%

  • Na : 2,85%.