La plupart de nos connaissances sur la structure de la terre proviennent de l'étude des tremblements de terre. Chaque tremblement de terre envoie des ondes dans toutes les directions, comme la chute d'un rocher dans un lac envoie des ondes dans l'eau. Ces ondes sismiques sont appelées ondes sismiques. L'observation de ces ondes sismiques lorsqu'elles traversent la terre donne aux scientifiques une idée des différents matériaux traversés par les ondes.
Il existe deux types d'ondes sismiques : les ondes S et les ondes P. Ces ondes se comportent différemment lorsqu'elles traversent différents types de matériaux. Tout comme une onde sonore se comporte différemment lorsqu'elle traverse l'eau au lieu de l'air ; les ondes sismiques se comportent différemment lorsqu'elles traversent différentes phases de la matière. Les scientifiques savent que les ondes P traverseront tous les types de matériaux, mais les ondes S ne traverseront pas les liquides.
La Terre est composée de plusieurs couches. Chaque couche a ses propres propriétés caractéristiques. Les scientifiques pensent aux couches de la Terre de deux manières – en termes de composition chimique et en termes de propriétés physiques.
Sur la base de sa composition chimique, la Terre peut être divisée en trois couches à partir du centre de la Terre : le noyau, le manteau et la croûte.
La couche solide la plus externe de la Terre est appelée croûte. Il se trouve au-dessus du manteau et constitue la coque externe dure de la Terre. La croûte est la surface sur laquelle nous vivons.
La croûte est de 0 à 32 km (0 à 19,8 milles). Par rapport aux autres couches, la croûte est la couche la plus fine et la moins dense. Il flotte sur le manteau plus doux et plus dense. La croûte est constituée de roche solide mais ces roches ne sont pas les mêmes partout dans le monde.
Il existe deux grands types de croûte :
La croûte océanique est une fine couche (environ 5 km) qui se trouve sous les océans. Même s'il est relativement mince, c'est le type de croûte le plus dense et il est constitué d'une roche métamorphique appelée basalte.
La croûte continentale constitue les continents et repose sur la croûte océanique. Par rapport à la croûte océanique, la croûte continentale est plus épaisse (30 km). La croûte continentale est constituée de roches moins denses telles que le granit. Même si la croûte continentale est moins dense, elle est beaucoup plus épaisse que la croûte océanique car elle est constituée des roches qui composent les continents.
Parce que la terre est très chaude à l'intérieur, un courant de chaleur circule du noyau vers la croûte. C'est ce qu'on appelle le courant de convection. Ce courant se refroidit à mesure qu'il s'approche de la surface de la terre. Ce courant de convection le long du fond de la croûte provoque le déplacement des plaques tectoniques. Le mouvement constant des plaques s'appelle la tectonique des plaques. Le mouvement de ces plaques est très lent mais lorsqu'elles se heurtent, cela provoque un tremblement de terre. La combinaison des courants de convection du manteau et des effets de l'atmosphère font que la croûte se situe à environ 0-1598 ° F de la surface au fond de la croûte. La croûte et l'atmosphère sont les couches les plus froides de la Terre.
La croûte est de nature cassante. Près de 1% du volume terrestre et 0,5% de la masse terrestre sont constitués de la croûte. Les principaux éléments constitutifs de la croûte sont la silice (Si) et l'aluminium (Al) et, par conséquent, il est souvent appelé SIAL.
La discontinuité entre l'hydrosphère et la croûte est appelée discontinuité de Conrad.
La couche sous la croûte et au-dessus du noyau est le manteau. Son épaisseur est d'environ 2900 km. Près de 84 % du volume terrestre et 67 % de la masse terrestre sont occupés par le manteau. Le manteau a une densité moyenne de 4,5g∕cm 3 . La densité augmente avec la profondeur car la pression augmente.
La discontinuité entre la croûte et le manteau est appelée la discontinuité de Mohorovich ou la discontinuité de Moho.
Le manteau est principalement constitué de roches solides à base de silicium et de magnésium, d'où son nom de SIMA. Au plus profond du manteau, les roches sont constituées de magnésium et de fer. Une autre raison pour laquelle le manteau devient plus dense avec la profondeur est que les roches à ce niveau contiennent du fer et que le fer est plus dense que les matériaux des couches supérieures du manteau.
Le manteau terrestre a des températures différentes à différentes profondeurs. La température du manteau augmente avec la profondeur. Il varie de 1598 à 3992 ° F. Les températures les plus élevées se produisent là où le matériau du manteau est en contact avec le noyau produisant de la chaleur. Le manteau retient beaucoup de chaleur, qui circule dans tout le manteau dans des espaces appelés cellules convectives. Le mouvement de la chaleur peut provoquer le déplacement des plaques du fond marin et des continents. Pendant des millions d'années, les plaques de la Terre peuvent beaucoup bouger. Lorsque ces changements se produisent rapidement, nous subissons des tremblements de terre.
Cette augmentation constante de la température avec la profondeur est connue sous le nom de gradient géothermique. Le gradient géothermique est responsable de différents comportements des roches. Les différents comportements des roches sont utilisés pour diviser le manteau en deux zones différentes. Les roches du manteau supérieur sont fraîches et cassantes, tandis que les roches du manteau inférieur sont chaudes et molles mais pas fondues. Les roches du manteau supérieur sont suffisamment fragiles pour se briser sous l'effet de la contrainte et produire des tremblements de terre. Cependant, les roches du manteau inférieur sont molles et s'écoulent lorsqu'elles sont soumises à des forces au lieu de se briser.
La partie solide la plus élevée du manteau et toute la croûte constituent la lithosphère.
L'asthénosphère (entre 80 et 200 km) est une région très visqueuse, mécaniquement faible et ductile, déformante du manteau supérieur qui se trouve juste en dessous de la lithosphère. L'asthénosphère est la principale source de magma et c'est la couche sur laquelle se déplacent les plaques de lithosphère/plaques continentales (tectonique des plaques).
La discontinuité entre le manteau supérieur et le manteau inférieur est connue sous le nom de discontinuité de Repetti.
La partie du manteau située juste en dessous de la lithosphère et de l'asthénosphère mais au-dessus du noyau est appelée mésosphère.
La partie intérieure de la Terre est le noyau. Cette partie de la Terre se trouve à environ 2900 km sous la surface de la Terre. Le noyau est séparé du manteau par la discontinuité de Guttenberg.
Le noyau est composé principalement de fer (Fe) et de nickel (Ni) et est donc également appelé NIFE . Le noyau constitue près de 15 % du volume terrestre et 32,5 % de la masse terrestre. C'est la couche la plus dense de la Terre avec une densité comprise entre 9,5 et 14,5 g∕cm 3 .
Après avoir observé les vitesses des ondes P et des ondes S, les scientifiques ont conclu que le centre de la Terre est divisé en deux couches - le noyau externe et le noyau interne.
Le noyau externe est un liquide car la température est suffisamment élevée pour faire fondre les métaux fer et nickel. Le noyau externe commence à environ 2900 km sous la surface et a une épaisseur d'environ 2300 km. Parce que la Terre tourne, le noyau externe tourne autour du noyau interne et cela provoque le magnétisme de la Terre. Le magnétisme est utilisé par les marins pour trouver leur chemin sur Terre depuis des milliers et des milliers d'années. Le magnétisme influence également les particules en dehors de l'atmosphère de la Terre jusqu'à plus de 60 000 km dans l'espace. Le noyau externe est d'environ 3992- 9032 °F. La masse volumique de l'âme externe est comprise entre 10 g/cm3 et 12,3 g∕cm 3 .
Le noyau interne est à 5150 kilomètres (3200 miles) sous la surface de la terre. Il faudrait encore parcourir environ 1300 kilomètres (808 milles) de plus pour atteindre le centre. La température dans le noyau interne est d'environ 5 000 à 6 000 °C (9 032 à 10 832 °F). Il est fabriqué à partir des mêmes matériaux que le noyau externe mais à cause de la haute pression, le noyau interne est solide. Ici, une énorme pression, produite par le poids des roches sus-jacentes, est suffisamment forte pour serrer étroitement les atomes et empêcher l'état liquide. Cette haute pression et les métaux denses au coeur font sa densité de 13g∕cm 3 .
La discontinuité entre le noyau supérieur et le noyau inférieur est appelée discontinuité de Lehmann.
La Terre est également divisée en couches en fonction de propriétés physiques, par exemple si la couche est solide ou liquide.
Les cinq couches physiques sont la lithosphère, l'asthénosphère, la mésosphère, le noyau externe et le noyau interne.
1. Lithosphère - La couche la plus externe de roche solide trouvée à la surface de la Terre est la lithosphère. Il comprend à la fois la croûte et le solide, la partie la plus élevée du manteau. Elle est relativement moins dense que les autres couches physiques de la Terre. La lithosphère est divisée en morceaux appelés plaques tectoniques.
2. Asthénosphère - L'asthénosphère se trouve sous la lithosphère et c'est la couche d'un manteau faible ou mou fait de roche solide qui se déplace très lentement. Il est situé sous la lithosphère. Les plaques tectoniques se déplacent au-dessus de l'asthénosphère.
3. Mésosphère - La partie inférieure et solide du manteau s'appelle la mésosphère. La roche de la mésosphère s'écoule plus lentement que la roche de l'asthénosphère. La mésosphère est beaucoup plus dense que l'asthénosphère.
4. Noyau externe - Le noyau externe est la couche liquide du noyau terrestre. Le noyau externe se trouve sous le manteau et entoure le noyau interne.
5. Noyau interne - Le noyau interne est le centre solide et dense de notre planète. Le noyau interne s'étend du bas du noyau externe au centre de la Terre.
La lithosphère et l'asthénosphère ne sont pas les mêmes que la croûte et le manteau. La croûte et le manteau sont des couches de composition de la Terre. La lithosphère et l'asthénosphère sont des couches physiques. La lithosphère comprend la croûte et la partie solide la plus externe du manteau. La croûte est plus mince que la lithosphère et contient un matériau rocheux riche en silice et beaucoup moins dense que le matériau rocheux des autres couches de la Terre. L'asthénosphère est une couche semi-solide située entre la lithosphère solide et la mésosphère.
L'asthénosphère n'est pas un liquide. Le matériau rocheux qui compose l'asthénosphère est ductile, ce qui signifie qu'il peut être étiré lentement. L'asthénosphère est ductile à cause de la chaleur intense de l'intérieur de la Terre. Au fur et à mesure que le matériau rocheux dans la partie inférieure de l'asthénosphère est chauffé, il s'élève lentement. Au fur et à mesure qu'il monte, il commence à se refroidir et à redescendre. Ainsi, le matériau rocheux de l'asthénosphère circule dans d'énormes cellules de convection. Ces cellules de convection provoquent le mouvement des plaques tectoniques. Les plaques lithosphériques qui reposent sur l'asthénosphère sont entraînées au fur et à mesure que l'asthénosphère s'écoule lentement. Le mouvement des plaques lithosphériques provoque des tremblements de terre et des volcans.
