Vous souhaitez revoir les lames minces de roches observées en TP ?

Consultez une ressource libre proposée sur le site académique de Caen « le microscope polarisant virtuel » .



Roches et minéraux de la croûte océanique :

Basalte, péridotite et granite à l’oeil nu

lame de basalte en LPA

lame de basalte en LPA au fort grossissement

gabbro à l’oeil nu

lame mince de gabbro en LPA

 

Densité des roches et des minéraux

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20 épisodes de 3 minutes chacun pour comprendre la Terre. Réalisation CNRS et LCI

Les géophysiciens, sismologues, volcanologues présentent de manière simple les connaissances scientifiques actuelles sur la Terre. Quelques exemples de sujets : « Peut-on prévoir un séisme ? », « Pourquoi la Terre tremble-t-elle ? » , « La Terre peut-elle perdre le nord ? »…

À visionner ou en Vidéocast – Lien podcast



Sur le document 1 on peut observer la vitesse des ondes P en fonction de la profondeur atteinte. Or on sait que cette vitesse dépend des matériaux traversé. On peut d’ailleurs observer deux brusques variations de vitesse, une à environ 50km de profondeur,  l’autre vers 750km.

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Enoncé et amorce de corrigé avec les idées principales, mais pas vraiment rédigé, sans introduction et sans conclusion : Litho_et_astheno_RC

Introduction et conclusion rédigées par  Thibault :

Introduction :

La Terre a un rayon de 6400 km environs, nous allons étudier les 250 premier kilomètre de la couche terrestre, correspondant à la lithosphère et l’asténosphère. Ces deux couches superficielles de la Terre que nous allons comparer, sont séparées par la limite « lithosphère-asthénosphère » qui est en fait une limite thermique de 13OO°C et qui se situe à approximativement 100km de profondeur. Les systèmes de forage les plus performants n’atteignent que 20km, ce qui est très peu comparé à la profondeur de la Terre. C’est pourquoi les scientifiques ont dû appréhender  les parties plus profondes du géoïde de façon indirecte, notamment grâce à l’étude des ondes sismiques, qui a permis de connaître la composition et des caractéristiques physiques des roches.

Conclusion :

En conclusion, nous avons pu voir que la lithosphère et l’asthénosphère sont très différentes et ce, sur divers points. D’abord par leur propriété physique, mais aussi par leur composition chimique et minéralogique. Nous avons pu apprendre cela grâce aux géologues et à leurs recherches, d’autant plus difficiles que ces couches ne sont pas accessibles à l’homme et qu’ils ont dû trouver de nouvelles techniques pour recueillir des informations sur ces zones de la Terre.

Informations complémentaires :

- Données sismiques

- densité des plaques

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Roches métamorphiques : Elles représentent 45 % de la croûte continentale. Les roches métamorphiques comme le gneiss ou le marbre sont issues de la déformation de roches préexistantes :

- roches sédimentaires

- roches magmatiques

- roches métamorphiques

Elles sont très déformées et présentent des minéraux orientés en feuillets. Pour obtenir des telles transformations ces roches préexistantes ont été soumises à de fortes de températures et/ou à de fortes pressions.  Suivant la température et la pression on obtient différentes roches,  il en existe plus de 700 variétés.

Roches sédimentaires : Les roches sédimentaires comme l’argile ou le poudingue sont issues de la sédimentation (d’où leur nom) dans des bassins, de particules ayant une origine détritique, chimique ou encore biologique. Elles se présentent en surface sous formes de couches superposées (appelées aussi strates). Elles sont de nature variées et renferment très souvent pour leur majeure partie des restes d’organismes animaux ou végétaux appelés fossiles.  Grâce à ces fossiles on peut reconstituer les caractéristiques de leur milieu de formation.

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ondes sismique & structure du globe

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ENONCE de l’EXERCICE (exploitation de documents) : Compo_ chim_ noyau

Corrigé de l’exercice :

Le noyau est une des enveloppes internes de la Terre, inaccessible.

Nous savons pourtant que la discontinuité de Gutenberg est la délimitation du manteau du noyau, et que celle-ci se trouve à 2900km de profondeur.

D’après le document 1, nous pouvons constater que le fer a pour masse volumique un poids se situant entre 10.10³ kg/m³ ( soit 10 kg/dm³) et 13.10³ kg/m³ ( soit 13 kg/dm³). Nous pouvons aussi constater que la vitesse des ondes P dans le fer est une vitesse ayant pour intervalle entre 7 km/s et environ 10.5 km/s.  Grâce au document 1), nous pouvons voir dans le document 2) que pour un métal ayant un poids-> masse volumique entre 10 kg/dm³ et 13 kg/dm³, ayant une vitesse des ondes P se situant entre 8 et 11 km/s comme le fer, la profondeur est de 3000 km jusqu’à plus de 6000. Les propriétés étant celles du fer, et le noyau commençant a 2900km de profondeur, on peut conclure que le fer est le composé majoritaire du noyau.

Bonne démarche pour la première partie , faites juste attention de ne pas confondre le poids (P = mg) et la masse volumique ( = m/Vol)


D’après le document 3), nous savons que la Terre a, approximativement, la composition des chondrites, et que pour calculer le pourcentage de fer présent dans le noyau, nous allons dire que la composition de la Terre a exactement la composition des chondrites.
Nous allons donc seulement nous intéresser à la troisième ligne du tableau : le pourcentage en masse dans les chondrites.
Le total des 9 éléments dans le ligne C nous amène a 75%. Nous pouvons donc dire que celui (= ?) correspond à la composition des enveloppes externes de la Terre, et que le fer a donc une part de 23/75. Cette affirmation est fausse puisque les chondrites ont la même composition que la Terre (sous-entendu dans sa globalité) ; vous le rappelez d’ailleurs vous-même au début ( je l’ai surligné en violet)
Dans le noyau, qui vaut 25% au total, nous pouvons donc dire que le fer correspond a une part de 7.7/25 d’après le calcul de 23/75 = ? / 25 (produit en croix.) à revoir, ce n’est pas juste
En multipliant 7.7/25 par 4, nous trouvons le pourcentage de fer présent dans le noyau, nous trouvant que le fer est a 30.8% dans le noyau. Faux, d’ailleurs ce chiffre devrait vous interpeller.

REMARQUE : j’apprécie la réactivité de votre réponse.

CORRIGE du professeur : compo_chim noyau_CORRIGE




1) Sur le document 2, on constate qu’à 2891km de profondeur, il y a un changement brutal des la vitesse des ondes P, de le vitesse des ondes S et de la masse volumique:  Vp = 8,1;  Vs = 0;  Masse volumique = 9,90.

Quand on regarde le document 1 et qu’on cherche le point d’abscisse: 9,90 donc environ 10; et d’ordonnée: 8,1 donc environ 8; on tombe sur la courbe du fer (Fe).

Vous commencez bien par l’analyse des documents. Ce serait mieux d’encadrer en précisant non seulement les limites inférieures mais aussi les limites supérieures (voir le corrigé).

Le changement brutal de la vitesse des ondes P et S est due au changement de milieu (les ondes passent du manteau au noyau). Grâce au graphique du document 1, on observe que le noyau est composé en majorité de fer.

2) Le document 3 nous dit qu’on estime le composition de la Terre exactement identique à celle des chondrites. Dans le tableau, on voit que manteau+croûte contiennent 4% de fer alors que les chondrites en contiennent 23%.

23 – 4 = 19%  Vous oubliez juste que S correspond à 75% du volume de la Terre et C à 100%… Il y a d’une part un % en volume et d’autre part un % en masse.

La différence des deux compositions, qui est de 19%, est le pourcentage de fer présent dans le noyau. Ainsi la composition de la Terre, c’est à dire manteau+croûte+noyau (4+19=23%) et égale à la composition des chondrites (23%). A revoir


Mots-clés :


Voici quelques mots clefs qui ne figurent pas dans le lexique du chapitre 1. Vérifiez que vous êtes capable de définir ces mots.

Granite, rhyolite, roche magmatique, roche plutonique, roche volcanique, roche métamophique, roche sédimentaire, structure hétérocristalline, structure holocristalline, structure grenue, structure microlithique.