Composition chimique interne de la Terre

Résumé du document

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Comme celle des continents, la surface des océans est recouverte d'un fin plaquage de sédiments. Cependant, des forages ou des failles au niveau des dorsales montrent que l'essentiel de la croûte océanique est formé par la succession d'une couche de basalte océanique surmontant une couche de Gabbro. Cette succession peut également être observée à l'air libre dans certaines chaînes de montagne où des langos de croûte océanique appelés ophiolites, ont été amenés en altitude du fait de la tectonique des plaques.

Gabbros et basalte ont en fait la même composition chimique, c'est-à-dire une composition minéralogique proche mais une structure cristalline très différente : elles proviennent donc du même magma mais qui a subi des conditions de pression et de température différentes lors de son refroidissement.
. Le gabbro est une roche dite grenue (comme le granite) c'est-à-dire entièrement formée de gros cristaux visibles à l'oeil nu appelés des phénocristaux qui s'explique par un refroidissement lent en profondeur. C'est dans une roche magmatique plutonique.
. Le basalte a une structure microlitique c'est-à-dire que c'est une roche magmatique volcanique composée de quelques phénocristaux qui se sont formés lentement dans la chambre magmatique, de nombreux microlites qui ont refroidi plus rapidement dans la cheminée et d'une pâte amorphe, le verre correspond à du magma non cristallisé refroidi brutalement en surface.

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L'observation de lames minces de basaltes montre que les premiers minéraux à cristalliser (phénocristaux) sont l'olivine et le pyroxène. Puis viennent les microlites de plagioclase, les atomes non utilisés formant le verre.

- Roches péridotitiques :
Elles sont essentiellement formées d'olivines (= péridot) et de pyroxène.
Remarque : cette composition est bien en accord avec les domaines de stabilité de ces minéraux puisque c'est eux qui cristallisent aux températures les plus élevées.

- Les différentes familles de minéraux :
La plupart des minéraux des roches terrestres sont composés d'oxyde de silicium. Ils sont donc qualifiés de silicate. Quelques roches comme le calcaire, l'argile ne contiennent pas de silicium et sont composées d'oxyde de carbone d'où leur nom de carbonate mais elles ne correspondent qu'à 5% des roches terrestres. Les silicates (olivines, pyroxène, quartz ...) diffèrent entre eux d'une part par les cations qui assurent la neutralité des molécules et d'autres part par leur forme géométrique (...)

Extraits

[...] Données sismiques 1. Au niveau du manteau * Une composition péridotitique du manteau profond peut être déduite d'une mise en relation des données sismiques de terrain et de l'échantillonnage des 300 premiers kilomètres. D'une part, la partie supérieure du manteau apparaît constituée de péridotite et d'autre part, la vitesse de propagation des ondes et la densité augmentent progressivement avec la profondeur dans le manteau (sans subir de variations importantes). Ce qui s'explique par le fait que le manteau soit soumis à des pressions et des températures de plus en plus importantes mais qu'il garde la même composition chimique. [...]

[...] Composition chimique Globalement cette composition est dominée par 8 atomes principaux : - 2 majoritaires : silicium et oxygène - Aluminium sodium potassium calcium sont un peu plus caractéristiques des croûtes. - Fer et magnésium sont plus caractéristiques du manteau. Par habitude, la plupart des livres expriment la composition des roches en pourcentage d'oxyde mais il peut être utile de connaître le pourcentage de chaque espèce atomique atome = oxyde de cet atome) x (nombre de cet atome dans l'oxyde) x atomique)] / moléculaire de l'oxyde) III. Composition du reste du manteau et des noyaux. Leur connaissance est indirecte. [...]

[...] Leur présence indique souvent un épisode aquatique dans l'histoire de la région. Exemple : granite altéré sable grès (roche sédimentaire détritique) Ca2+ + CO32- calcaire (roche sédimentaire chimique) Coquilles carbonatées craies (roche sédimentaire biologique) Les roches métamorphiques se forment également à partir de n'importe quelle autre roche de la croûte mais plus en profondeur et in situ. Elle proviennent de transformations minéralogiques à l'état solide (=sans fusion), sans changement de la composition chimique globale de départ (=isochimique) et sous l'effet d'énormes contraintes de pression et de température. [...]

[...] L'observation de lames minces de basaltes montre que les premiers minéraux à cristalliser (phénocristaux) sont l'olivine et le pyroxène. Puis viennent les microlites de plagioclase, les atomes non utilisés formant le verre. Roches péridotitiques : Elles sont essentiellement formées d'olivines péridot) et de pyroxène. Remarque : cette composition est bien en accord avec les domaines de stabilité de ces minéraux puisque c'est eux qui cristallisent aux températures les plus élevées. Les différentes familles de minéraux : La plupart des minéraux des roches terrestres sont composés d'oxyde de silicium. Ils sont donc qualifiés de silicate. [...]

[...] C'est dans une roche magmatique plutonique. Le basalte a une structure microlitique c'est-à-dire que c'est une roche magmatique volcanique composée de quelques phénocristaux qui se sont formés lentement dans la chambre magmatique, de nombreux microlites qui ont refroidi plus rapidement dans la cheminée et d'une pâte amorphe, le verre correspond à du magma non cristallisé refroidi brutalement en surface. C. Les trois cents premiers kilomètre du manteau Bien que les manteaux supérieurs soient inaccessibles par forage, sa partie la plus superficielle peut être échantillonnée au niveau de certaines ophiolites ou grâce à des blocs rocheux arrachés aux cheminées volcaniques lors des éruptions et remontées en enclaves. [...]