Le cycle central
Classe de QUATRIEME

Programme Sciences de la Terre

Eruptions phréatomagmatiques en Islande (avril 2010, Boston Journal) Carte de prévision de la position du nuage islandais pour le 16 avril 2010, à des différentes altitudes en rouge : du sol à 6.600 mètres ; en vert : de 6.600 mètres à 12.000 mètres ; en bleu : au-dessus de 12.000 mètres d'altitude. Image satellitale de l'Islande (avril 2010, Boston Journal)

Voies aériennes de la compagnie Air France Risques de perturbations globales des voies de communication Perturbations locales de voies de communication (avril 2010, Boston Journal)

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Les principales caractéristiques du relief de la Terre
B. Urgelli, d'après Comprendre et enseigner la planète Terre, Ed. Ophrys
Voir aussi Histoire d’un mystère : l’intérieur de la Terre par Vincent Deparis

Voir aussi ce lien pour zoomer sur une région du globe : http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/image/2minrelief.html

Vue de l'espace, notre planète, qui n'est pas parfaitement sphérique, montre une répartition irrégulière et inégale des terres et des mers. Par suite de sa rotation et en raison de la force centrifuge plus forte à l'équateur, la Terre se comporte comme un corps déformable, renflé au niveau de cet équateur :

• Rayon équatorial : 6.378,160 km
• Rayon polaire : 6.356,774 km

Les continents...

Si des volcans, des fossés et des plaines sont visibles sur différentes planètes solides de notre système solaire, les chaînes de montagne et les arcs insulaires sont une particularité du relief terrestre. Il y a actuellement de grandes chaînes de montagne, l'une autour du Pacifique, en bordure des continents, l'autre dite chaîne alpine qui s'étend des Alpes à l'Himalaya.

Outre la présence de ces grandes chaînes, une autre particularité du relief terrestre est la quasi-absence de cratères météoritiques, ce qui est le témoignage d'une érosion efficace de la surface terrestre, à l'échelle des temps géologiques. C'est un signe de l'activité externe de la Terre dont le moteur principal est l'énergie solaire. Par l'intermédiaire du cycle de l'eau, cette activité érode, transporte, aplanit les reliefs qui témoignent de l'activité interne de la Terre (séismes et volcans). Si l'activité interne de la Terre s'arrêtait, on estime que le relief de la Terre serait arasé en moins de 50 millions d'années.

Et les mers ?...

Les océans occupent plus de 70% de la surface du globe. Ils sont particulièrement développés dans l'hémisphère sud. En ce qui concerne la morphologie des fonds océaniques, elle comporte le relief le plus important de la planète : la dorsale, qui peut être suivie sur plus de 60.000 km ete qui domine de plus de 2.000 m les plaines abyssales.

L'océan Atlantique : les lignes de rivages africains et sud américains présentent une complémentarité frappante, ce qui est un argument en faveur de leur emboîtement avant l'ouverture de l'Océan Atlantique. Les fonds de cet océan présentent une symétrie presque parfaite de part et d'autre de la dorsale. Celle-ci émerge au niveau de l'Islande.

L'océan Pacifique : C'est le plus grand et le plus profond des océans, avec des fosses dépassant 11.000m de profondeur. Contrairement à l'océan Atlantique, il est bordé de chaînes de montagnes et de fosses. Les chaines péripacifiques présentent un volcanisme associé à une sismicité importante. On parle de la ceinture de feu du Pacifique.

L'océan Indien : C'est le plus petit des trois océans. il est partagé en deux par une dorsale. Cette ride se divise en deux branches vers le sud qui se raccordent respectivement aux dorsales atlantique et pacifique.

La localisation des tremblements de terre et des volcans n'apparaît pas aléatoire. L'étude de leur répartition permet de distinguer des zones calmes de grandes dimensions, les plaques, à la périphérie desquelles sont localisés sur une zone étroite séismes et volcans.

Comment expliquer cette activité interne et sa répartition à la surface du globe ?
Quel est le moteur de cette activité interne ?

En 1932, aux Editions Masson, le manuel scolaire Cours d'Histoire naturelle, 2ème année, pour l'enseignement primaire supérieur (équivalent de la classe de cinquième), propose une explication des phénomènes géologiques d'origine interne (tremblements de terre et volcans). Marcellin Boule utilise la théorie du feu central pour exposer le modèle de Terre dominant à cette époque et enseigné dans le cadre des programmes officiels du 18 août 1920. Nous reproduisons ci-dessous la présentation de ce modèle de Terre faite aux pages 211 et 212 de cet ouvrage :

Nous savons que lorsqu'on s'enfonce dans l'intérieur de la Terre, la température augmenter en moyenne de 1 degré par 30 mètres. C'est ce que l'on appelle le gradient géothermique. [...] Si nous supposons, ce qui est vraisemblable que la température continue d'augmenter avec la profondeur, il est facile de calculer qu'à 3000 mètres elle doit être d'environ de 100° ; à 12 kilomètres, elle serait de 400° (température du rouge) ; à 30 kilomètres de 1000°, et à 60 kilomètres de 2000°, température suffisante pour fondre toutes les substances connues.

Il est donc permis de penser que la Terre n'est pas complètement refroidie et qu'elle se compose encore de deux parties : une partie périphérique, solide, qu'on désigne ordinairement sous le nom d'écorce ou de croûte terrestre et un noyau igné, ou partie centrale, liquide, dont la température est très élevée. Nous voyons de plus que l'épaisseur de l'écorce terrestre est très petite par rapport au rayon du globe terrestre, environ 60/6000 = 1/100, le rayon moyen de la sphère terrestre étant de 6731 kilomètres (fig. 33). Cette manière de comprendre la constitution de la Terre est la théorie du feu central, hypothèse qui a le mérite d'expliquer de façon satisfaisante le série de phénomènes d'origine interne [...].

Cette théorie nous donne d'abord la raison des plissements des couches qui forment l'écorce terrestre. Lorsque le noyau se contracte et devient, comme nous l'avons vu plus haut, trop petit pour l'écorce, celle-ci s'infléchit, forme une vopute au dessus des vides qui se produisent, et l'on sait que le poids d'une vopute se traduit par des pressions latérales. Si ces poussées deviennent plus considérables, les plis peuvent être déjetés et renversés. Les chaines de montagnes représentent les rides ou les bourrelets formés par des portions ou des zones de l'écorce terrestre soumises à des puissannts efforts de plissements.

Les grandes cassures ou failles, ne sont que la conséquence de ces poussées latérales. L'écorce terrestre est divisée, par ces cassures, en une foule de compartiments : elle ressemble ainsi à une mosaïque ou à une marqueterie formée de morceaux juxtaposés. Et, comme cette marqueterie s'appuie sur une masse fluide, essentiellement mobile, elle est toujours en état d'équilibre instable. De là ces trépidations incessantes ou ces mouvements de l'écorce que l'on appelle tremblements de terre. Il est naturel qu'à travers ces fissures, et sous le poids des compartiments qui s'effondrent en pressant sur elles comme de gigantesques pistons, les matières fondues de l'intérieur du globe se fassent jour, de temps à autre, au dehors. Les volcans sont donc des appareils mettant en communication l'intérieur du globe avec l'extérieur et apportant, à la surface de la Terre, les matières incandescentes du noyau igné. On comprend aussi que les volcans soient particulièrement nombreux au bord des océans, car c'est là que les cassures sont le plus nombreuses (fig. 34).

Modèles de Terre d'élèves de Quatrième - Année 2008
Réalisez un dessin de votre modèle de Terre qui permet d'expliquer l'existence de séismes et de volcans :