La structure de la Terre
Les couches de la Terre (©2020 Parlons sciences)
Les couches de la Terre (©2020 Parlons sciences)
Découvre les couches de la Terre et comment les gens étudient la croûte terrestre.
La structure de la Terre
La Terre est constituée de plusieurs couches. Ces couches sont le noyau, le manteau et la croûte. Chaque couche présente des caractéristiques qui lui sont propres. Nous les verrons ensemble en commençant par l’intérieur.
Le noyau
Le noyau est au centre de la Terre. Il est composé de deux couches appelées noyau interne et noyau externe.
Le noyau est la source de la chaleur interne de la Terre parce que les matières radioactives qu’il renferme dégagent de la chaleur lorsqu’elles se décomposent en substances plus stables. La température du noyau interne peut atteindre 4 000°C et celle du noyau externe, 3 600°C. Entre ces deux couches, on trouve la frontière liquide-solide, appelée la discontinuité de Lehman. C’est là que se trouve la partie la plus chaude du noyau. Elle est aussi chaude que la surface du Soleil!
Les couches de la Terre (Parlons sciences utilise une image de la NASA [domaine public] via Wikimedia Commons).
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Illustration montrant les couches de la Terre en différentes couleurs, en commençant par la croûte et en descendant jusqu’au noyau.
Les couches sont disposées les unes par-dessus les autres à l’intérieur d’une bande étroite de différentes couleurs, au centre d’un fond blanc uni.
En haut de la bande, la première couche est mince et bleue. La couche située en dessous est mince, brune et appelée « croûte océanique ». Un rocher brun pointu part de cette couche, traverse la couche bleue et s’élève au-dessus de la surface. Il représente la « croûte continentale ». L’ensemble de ces deux couches est appelé « croûte ». La couche suivante est verte et environ deux fois plus épaisse que la croûte brune; c’est l’« asthénosphère ». En haut et à droite de l’illustration, une note indique : « Lithosphère = croûte + asthénosphère ».
La couche suivante est épaisse et violette. À gauche, un crochet blanc indique que cette couche et l’asthénosphère forment ensemble le « manteau supérieur, 400 km ».
En dessous, une couche bleue très mince est appelée « zone de transition » en lettres bleues. La couche suivante, rouge et très épaisse, porte la mention « Manteau inférieur, 2 885 km ». À gauche, un crochet noir indique que le manteau inférieur, le manteau supérieur et l’asthénosphère constituent ensemble le « manteau ». Un autre crochet noir à droite indique que le manteau inférieur est aussi appelé « mésosphère ».
La couche suivante, orange et très épaisse, porte la mention « Noyau externe, 2 270 km ». La dernière couche est jaune et porte la mention « Noyau interne, 1 216 km ». La jonction entre les noyaux interne et externe est appelée « frontière liquide-solide » en lettres bleues. À gauche, un crochet noir indique que le noyau interne et le noyau externe forment ensemble le « noyau ».
Le savais-tu?
Le noyau interne a à peu près la taille de Pluton.
Le manteau
Le manteau est la partie qui recouvre le noyau. Il est également composé de deux sections, le manteau inférieur et le manteau supérieur. Le manteau est composé de roches semi-solides chaudes et denses.
Coupe transversale de la Terre (Parlons sciences utilise une image de la NASA [domaine public] via Wikimedia Commons).
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L’illustration en couleurs ci-dessus montre les couches de la Terre comme si le globe avait été tranché pour montrer l’intérieur.
La moitié droite du globe est une photographie de la Terre : océans et continents sont visibles à travers des nuages blancs tourbillonnants. La moitié gauche est un demi-cercle formé de six couches. Les couches sont identifiées et illustrées en utilisant les couleurs de l’image précédente.
La couche centrale est un demi-cercle jaune appelé « noyau interne ». La couche suivante est orange et forme un arc épais appelé « noyau externe ». Ensuite vient un arc rouge et épais appelé « manteau inférieur ». La couche suivante, violette et plus mince, est appelée « manteau supérieur ». La couche suivante, verte et très mince, est appelée « asthénosphère ». La couche la plus superficielle est mince, brune et irrégulière; c’est la « croûte ».
Le savais-tu?
Le mot asthénosphère vient des mots grecs « a » et « sthenos » ce qui signifie « sans force » et « sphaira » qui signifie « balle ».
La croûte
La partie solide et rigide de notre planète — la croûte — flotte sur l’asthénosphère . C’est une couche froide de roches rigides dont l’épaisseur varie de 5 à 80 km. Ensemble, la partie supérieure de l’asthénosphère et la croûte forment la lithosphère.
Le savais-tu?
Le mot lithosphère vient des mots grecs « lithos » et « sthenos » ce qui signifie « rocheux » et « sphaira » qui signifie « balle ».
Les portions les plus minces de la croûte se trouvent sur le plancher océanique. Elles forment la croûte océanique. Cette partie de la croûte peut parfois faire moins de cinq kilomètres d’épaisseur.
Aux endroits où la croûte est mince, de la roche liquide peut monter jusqu’à la surface (Source : guenterguni via iStockphoto).
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Photographie couleur d’une flaque de lave chauffée au rouge et fumante au milieu d’un paysage rocailleux.
La majeure partie de la surface liquide forme une croûte noire sillonnée de larges craquelures révélant un liquide orange incandescent. Un nuage de vapeur monte de la flaque.
Le terrain derrière la flaque est formé de roches brunes disposées en couches raboteuses et déchiquetées. Au loin, on voit deux petites montagnes et le ciel gris-bleu.
Exploration de la croûte terrestre
On en connaît plus sur les contours de l’univers que sur ce qui se cache sous la croûte de la Terre. Nos connaissances sur l’intérieur de la Terre proviennent surtout de la sismologie. La sismologie est la science qui étudie comment les ondes d’énergie produites par les tremblements de terre se propagent dans la Terre. En observant comment ces ondes se réfractent en se propageant d’un endroit à l’autre, les scientifiques peuvent évaluer la densité des différentes régions du noyau.
Le savais-tu?
En 1936, une Danoise qui fut l'une des premières femmes à devenir sismologue a utilisé des données provenant de tremblements de terre pour prouver que la Terre avait un noyau solide.
Une illustration d’Édouard Riou tirée du roman de Jules Verne Voyage au centre de la Terre (1864) (Source : Édouard Riou [domaine public] via Wikimedia Commons).
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Illustration en noir et blanc montrant des dinosaures dans l’eau et sur le rivage. Des champignons poussent sur des rochers.
L’illustration est ovale et bordée tout autour par des rochers déchiquetés. On dirait que l’artiste a découpé un trou à travers le roc pour révéler la scène. Le dessin est tracé avec de fines lignes noires et des hachures pour créer des ombres et des zones claires.
Des animaux ressemblant à des oiseaux volent dans le ciel couvert. Des animaux au long cou nagent au loin. Plus près, un animal ressemblant à un alligator a des crocs blancs et pointus. Sur le bord gauche de l’image, cinq gros champignons vénéneux poussent sur un affleurement rocheux.
Le projet Mohole
Cela ne signifie pas qu’on n’a pas tenté d’explorer ce monde mystérieux. Au début des années 1960, pendant que les Russes et les Américains tentaient d’être les premiers à se rendre sur la Lune, un projet était en cours pour creuser dans la croûte terrestre. Le projet Mohole. Le projet a été nommé d'après la frontière entre la croûte et le manteau, appelée discontinuité de Mohorovicic, ou tout simplement Moho du nom. La croûte a été nommée d'après le géologue qui l’a découverte, Andrija Mohorovicic.
Maquette de la plateforme de forage Mohole (Source : Projet Mohole [domaine public] via Wikimedia Commons).
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Photographie en noir et blanc montrant la maquette d’une plateforme de forage comportant six piliers et une tour en métal.
La plateforme est rectangulaire et construite sur des piliers fixés à deux gros tuyaux ressemblant aux flotteurs d’un avion. Sur la surface, on voit un minuscule hélicoptère au milieu d’une aire d’atterrissage, deux grues et plusieurs petits bâtiments. Au centre se dresse une haute tour pointue faite de poutrelles métalliques. La maquette est montée sur une plaque de bois poli.
Le forage superprofond de Kola
Sur la terre ferme, on forait des trous beaucoup plus profonds. En 1970, des géologues soviétiques ont commencé à forer dans la presqu’île de Kola, près de la Finlande, dans le but d’atteindre des profondeurs jamais encore explorées.
Timbre commémoratif du forage superprofond de Kola, 1987, URSS (Union des républiques socialistes soviétiques) (Source : Mariluna [domaine public] via Wikimedia Commons).
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Timbre-poste sur lequel figure un texte en alphabet cyrillique. De plus, le dessin d’un trou de forage est superposé sur un paysage dessiné.
Sur le côté droit du timbre, un trou de forage est dessiné du haut vers le bas. Il a un tube intérieur sur lequel des flèches pointent vers le bas. L’espace de chaque côté du trou est marqué de flèches pointant vers le haut. Ces flèches bifurquent vers la gauche et vers la droite lorsqu’elles atteignent la surface.
L’arrière-plan du timbre est une illustration dessinée dans des tons de vert et de gris. Elle montre une haute tour percée de longues fenêtres et entourée de bâtiments peu élevés. Le paysage avoisinant est aride et une aurore boréale brille dans le ciel.
Plus récemment, en 2022, la société pétrolière nationale d’Abu Dhabi (ADNOC) a établi le record du puits de pétrole le plus profond. ADNOC a foré ce puits dans son champ pétrolifère Upper Zakum. Le puits a atteint une profondeur de 15 240 mètres. Il bat le record précédent établi en 2017 par un puits foré au large des côtes de la Russie qui a atteint 15 000 mètres de profondeur.
Une autre compagnie d’énergie est elle aussi résolue à creuser en profondeur, mais pour trouver autre chose que du pétrole ou du gaz. Fondée en 2020, la compagnie Quaise Energy veut forer en profondeur pour capter l’énergie géothermique de la Terre. Elle prévoit d’utiliser les ondes à haute énergie pour faire fondre le roc. En faisant fondre le roc, elle espère atteindre 20 km sous la surface de la Terre! Elle prévoit que sa première foreuse sera prête à fonctionner en 2024.
En conclusion, sais-tu pourquoi il est important de s’intéresser à ce qui se passe à l’intérieur de la Terre? Les scientifiques doivent comprendre l’intérieur de la Terre pour prédire avec plus de précision les événements géologiques tels que les tremblements de terre et les tsunamis. Savoir à l’avance quand ces événements se produiront peut sauver des milliers de vies à travers le monde!
En savoir plus
La structure interne de la Terre | Alloprof
Découvrez la structure interne de la terre dans cet article d'Alloprof
Comment forer un puits de pétrole off-shore ? (2020)
Dans cette vidéo (4min 22s) par Sudocu, découvrez comment les puits sous-marins sont créés et utilisés.
Pourquoi la Terre a-t-elle des couches? (2020)
Cet article de Parlons sciences explique les différentes couches de la terre.
Références
Rogtec Russian Oil & Gas Technologies (2017, November 16). Sakhalin-1: Drills worlds longest horizontal well.
Umino, S. (2015). PROJECT M2M-MoHole to Mantle – MANTLE QUEST THOROUGH ULTRADEEP OCEAN DRILLING BY THE DEEP SEA SCIENTIFIC DRILLING VESSEL CHIKYU. Journal of Japan Society of Civil Engineers Ser A2 (Applied Mechanics) 71(2): 3-10.
Venturini, I. P. (2017, November 17). The longest well has been drilled in Sakhalin-1 project. Industrial Valve News.
Voosen, P. (Mar 31, 2022). The Planet Inside: Scientists are probing the secrets of the inner core - and learning how it might have saved life on Earth. Science.