Structure Interne de la Terre

Formation de la Terre (4,54 Ga)§

Nébuleuse Solaire

• Effondrement nuage gaz et poussières cosmiques
• Disque protoplanétaire autour du jeune Soleil
• Accrétion : agrégation particules → planétésimaux → protoplanètes

Différenciation Planétaire

• Chaleur radioactive + impacts → fusion partielle
• Catastrophe du fer : éléments denses (Fe, Ni) migrent vers centre
• Séparation en couches concentriques selon densité
• Formation atmosphère primordiale (H₂, He, vapeur d’eau)

Impact Géant (Hypothèse Lune)

• Collision avec corps taille Mars (“Theia”) ~4,5 Ga
• Éjection matériaux → formation Lune
• Explique faible densité Lune, déficit fer

Hadéen (4,5-4 Ga)

• “Enfer primitif” : surface fondue, bombardement météoritique intense
• Refroidissement progressif, formation croûte primitive
• Océans magmatiques

Couches de la Terre§

Croûte (5-70 km)

• Continentale :
  • Épaisseur : 30-70 km (moyenne 35 km)
  • Composition : granite, roches felsiques (riches SiO₂, Al₂O₃)
  • Densité : 2,7 g/cm³
  • Âge : jusqu’à 4 Ga (boucliers précambriens)
  • Moins dense, “flotte” sur manteau
• Océanique :
  • Épaisseur : 5-10 km (moyenne 7 km)
  • Composition : basalte, gabbro (roches mafiques)
  • Densité : 3,0 g/cm³
  • Âge : <200 Ma (recyclée par subduction)
  • Plus dense, plus jeune

Discontinuité de Mohorovičić (Moho)

• Frontière croûte-manteau
• Détectée par ondes sismiques (Andrija Mohorovičić, 1909)
• Changement brusque vitesse ondes sismiques

Manteau (2900 km)

• 84% volume terrestre
• Manteau supérieur (0-660 km) :
  • Lithosphère rigide (100 km supérieurs, inclut croûte)
  • Asthénosphère (100-660 km) : ductile, partiellement fondue
  • Convection thermique moteur tectonique plaques
• Zone de transition (410-660 km) :
  • Changements de phase minéraux (olivine → wadsleyite → ringwoodite)
• Manteau inférieur (660-2900 km) :
  • Pérovskite, magnésiowüstite
  • Convection lente, panaches mantelliques (plumes)
• Composition : péridotite (olivine, pyroxènes)
• Température : 500°C (sommet) → 4000°C (base)

Discontinuité de Gutenberg

• Frontière manteau-noyau externe (2900 km profondeur)
• Ondes S disparaissent (arrêtées par liquide)

Noyau Externe (2900-5150 km)

• Fer (85%) + Nickel (10%) + éléments légers (S, O, Si)
• Liquide : fusion totale
• Mouvement convectif + rotation Terre → effet dynamo
  • Génère champ magnétique terrestre
  • Protection contre vent solaire
  • Inversion magnétique tous ~200 000-300 000 ans
• Température : 4000-6000°C

Noyau Interne (5150-6371 km, rayon 1220 km)

• Même composition que noyau externe
• Solide malgré température (pression extrême : 330-360 GPa)
• Température : ~6000°C (comparable surface Soleil)
• Croissance lente (~1 mm/an) : cristallisation noyau externe
• Rotation légèrement différente du reste de la Terre

Méthodes d’Étude§

Sismologie

• Ondes P (primaires) : compression, traversent solides et liquides
• Ondes S (secondaires) : cisaillement, seulement solides
• Tomographie sismique : cartographie 3D intérieur Terre

Géochimie

• Isotopes radioactifs (U, Th, K) : chaleur interne
• Météorites : composition Terre primitive

Géophysique

• Gravimétrie, magnétisme
• Flux thermique