Structure interne de la Terre

L'observation des tremblements de terre et des ondes sismiques qu'ils produisent nous permet d'étudier la structure interne de notre planète. En observant en différents points du globe les vibrations créées par un tremblement de terre, il est possible de reconstruire la trajectoire que les ondes sismiques ont parcouru dans le globe. Comme cette trajectoire dépend de la nature des matériaux rencontrés, elle nous permet de remonter à la structure interne de notre planète. Un autre moyen d'étude est l'analyse des roches éjectées par les volcans, qui nous révèle quant à elle la composition chimique des couches profondes.

Ce type d'étude a révélé que notre planète est constituée de trois couches qui diffèrent essentiellement par leur composition chimique. La première couche en s'enfonçant dans le globe est l'écorce. Son épaisseur est d'une dizaine de kilomètres sous les océans et d'une quarantaine sous les continents. Cette couche est composée de roches sédimentaires, de granite et de basalte, ces constituants ayant été plus ou moins mélangés sous l'effet de l'activité géologique intense de la Terre. En dessous se trouve le manteau, une couche solide d'environ 3000 kilomètres de profondeur, formée de silicates riches en fer et en magnésium. Enfin, au centre se trouve au noyau essentiellement composé de fer et d'un peu de nickel. Ce noyau est en fait composé de deux couches : le noyau externe, liquide, et le noyau interne, solide. Au centre, la température est d'environ 5000 degrés Celsius et la pression plusieurs millions de fois celle de la surface.

La tectonique des plaques

L'une des caractéristiques qui fait de la Terre une planète très spéciale est la présence d'une tectonique des plaques. La croûte et la partie externe du manteau forment une couche de quelques dizaines de kilomètres, appelée la lithosphère, qui se distingue par sa rigidité. En dessous se trouve l'asthénosphère, une couche moins rigide sur laquelle la lithosphère peut lentement se déplacer. La lithosphère n'est pas faite d'un seul bloc, mais divisée en plusieurs plaques qui peuvent légèrement se déplacer les unes par rapport aux autres en glissant sur l'asthénosphère.

Les monts Everest et Makalu

 
Ces plaques se déplacent sous l'effet de la convection dans le manteau. En effet, l'énergie produite par la désintégration de noyaux radioactifs au centre de la Terre est transportée vers l'extérieur par un phénomène de convection, les roches chaudes remontant vers la surface, les roches refroidies plongeant vers les profondeurs. Ces mouvements de matière dans l'asthénosphère provoquent le déplacement des plaques de la lithosphère, que l'on désigne sous le nom de tectonique des plaques. Ainsi par exemple, la plaque qui porte l'Amérique de sud se sépare de celle qui porte l'Afrique à une vitesse d'environ trois centimètres par an.

La tectonique des plaques est responsable de la plupart des formations géologiques présentes sur Terre. Ainsi, lors de la collision de deux plaques, une chaîne de montagnes peut naître. C'est par exemple la collision des plaques portant l'Inde et la Chine qui a donné naissance à l'Himalaya. Il arrive également qu'une plaque plonge sous une autre - on parle de subduction - en menant au même résultat, comme dans le cas des Andes.

L'une des conséquences les plus importantes de la tectonique des plaques est le renouvellement de la surface terrestre. Au milieu de l'océan atlantique se trouve une énorme crête appelée le rift océanique. A cet endroit, deux plaques se séparent et permettent à des roches fondues du manteau de remonter à la surface. Le phénomène opposé se produit dans les zones de subduction où une plaque redescend vers les profondeurs. Ainsi par le jeu de ces deux phénomènes, de la matière du manteau remonte en permanence à la surface avant de replonger après des centaines de millions d'années. La conséquence est un renouvellement permanent de la surface de la Terre, sans équivalent dans le système solaire. Ceci explique en particulier que même si la Terre a été soumise à un intense bombardement météoritique dans sa jeunesse, toute trace a été effacée et les cratères météoritiques sont maintenant très rares à la surface de notre planète. 

Une conséquence de l'activité de notre planète est l'injection de gaz carbonique dans l'atmosphère. En effet, le gaz carbonique atmosphérique se dissout facilement dans les eaux de pluie et est rapidement injecté dans le sol sous forme de carbonates ou bien dissout dans les océans. S'il restait emprisonné dans les roches ou les océans, l'effet de serre sur notre planète diminuerait et la température se mettrait à chuter, comme ce fut le cas sur Mars. L'injection dans l'atmosphère du gaz emprisonné dans les laves volcaniques permet au niveau de gaz carbonique d'être stable et assure une température modérée de l'atmosphère.