Croûte terrestre

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Schéma simplifié de la croûte terrestre. 1 : croûte continentale ; 2 : croûte océanique ; 3 : manteau supérieur.

La croûte terrestre, appelée aussi écorce terrestre, est la partie superficielle et solide du matériau dont est faite la Terre. C'est la partie supérieure de la lithosphère (qui constitue les plaques tectoniques).

La limite entre la croûte terrestre et le manteau supérieur est la discontinuité de Mohorovicic.

La croûte terrestre existe en deux « variétés » radicalement différentes, la croûte continentale, de composition pétrologique principalement granitoïdique, et la croûte océanique de nature essentiellement basaltique. De nombreux autres critères différencient ces deux types de croûtes : densité moyenne (2,7 contre 2,9), épaisseur caractéristique (typiquement 35 km contre environ 6 km), âge moyen des matériaux (en majorité entre 1 et 3 milliards d'années contre moins de 200 millions d'années).

Composition chimique de la croûte terrestre[modifier | modifier le code]

La majorité des roches constituant la croûte terrestre sont des silicates qu'on a l'habitude de décrire par leur composition en oxydes, l'oxygène étant l'élément chimique de loin le plus abondant ; parmi les éléments pouvant prendre une forme réduite, seuls le chlore, le soufre et le fluor sont susceptibles de créer des minéraux. De fait, leur quantité totale dans n'importe quelle roche dépasse rarement 69 %. Au début du XXe siècle, Frank Wigglesworth Clarke[1] a calculé que 47 % de la croûte terrestre est faite d'oxygène présent principalement sous forme d'oxydes, dont les principaux sont les oxydes de silicium, aluminium, fer, calcium, magnésium, potassium et sodium. Le dioxyde de silicium est le constituant majeur de la croûte sous forme de silicates, les minéraux les plus communs des roches magmatiques et métamorphiques. Après une synthèse basée sur l'analyse de 1 672 types de roches, Clarke a obtenu la composition suivante, exprimée en pourcentages massiques :

Épaisseur de la croûte en km.
composition chimique moyenne de la croûte terrestre selon Clarke[1]
Oxyde Pourcentage

(% mas)

SiO2 59,71
Al2O3 15,41
CaO 4,90
MgO 4,36
Na2O 3,55
FeO 3,52
K2O 2,80
Fe2O3 2,63
H2O 1,52
TiO2 0,60
P2O5 0,22
total = 99,22

L'écorce terrestre est principalement constituée de silicates (il en existe près de 1 000 connus, représentant 95 % des constituants de l'écorce terrestre), de carbonates, d'oxydes et d'hydroxydes métalliques (notamment l'oxyde et l'hydroxyde de fer)[2]. Les silicates les plus souvent rencontrés sont les tectosilicates (le groupe des feldspaths représente près de 60 % de la masse de l'écorce et celui de la silice — quartz essentiellement — 10 à 13 %), les inosilicates (pyroxènes, 10 % de l'écorce et amphibole, 7 %) et les phyllosilicates, parmi lesquels les minéraux argileux[3].

Structure[modifier | modifier le code]

Structure de la Terre : 1. Noyau interne, 2. Noyau externe, 3. Manteau inférieur, 4. Manteau supérieur, 5. L.V.Z, entre 5 et 6. MOHO, 6. Croûte terrestre

On distingue la croûte continentale (45 % de la surface terrestre, dont 29 sont émergés) de la croûte océanique (55 % de la surface terrestre) :

  • La croûte continentale forme essentiellement les continents. Certaines parties peuvent toutefois se trouver immergées sous des mers ou des océans, comme la plate-forme continentale. La croûte continentale est épaisse de 15 à 80 km, avec une moyenne de 30 km. Elle a une composition moyenne de roche granitique à dioritique (dite intermédiaire), de densité 2,7 à 2,8. La majeure partie est probablement constituée de gneiss. La base de la croûte présente des placages de Gabbro, issus de la fusion partielle et ancienne du manteau supérieur.
  • La croûte océanique forme essentiellement le fond des océans. Elle est beaucoup plus fine (5 à 7 km en général). Formée de roches basaltiques et de gabbro, elle est aussi plus dense (3 g/cm3).

On pensait que la croûte terrestre était essentiellement granitique, et on la nommait donc « sial » (silicium-aluminium), par opposition au manteau que l'on nommait « sima » (silicium-magnésium). Maintenant, on sait que la croûte de la Terre n'a pas de composition homogène puisque la croûte océanique est originellement différente de la croûte continentale, et ces appellations sont obsolètes.

Il faut également savoir que les plus anciennes roches trouvées provenant de la croûte continentale datent de 4,031 milliards d'années (gneiss d'Acasta) et peut-être 4,280 milliards d'années (Nuvvuagittuq Greenstone Belt). Parallèlement, les plus anciennes provenant de la croûte océanique datent rarement de plus de 200 millions d'années, car au-delà la croûte devient plus dense par refroidissement que le manteau sous-jacent et s'y enfonce (subduction). Quelques rares portions de croûte océanique sont en place depuis plus longtemps. C'est notamment le cas du bassin Hérodote en Méditerranée orientale, dont le plancher est constitué d'une croûte océanique vieille d'environ 340 Ma.

Mouvements[modifier | modifier le code]

La tectonique des plaques permet de comprendre que la croûte océanique est créée au niveau des dorsales océaniques, issue d'une fusion partielle du manteau supérieur.

Les mouvements des plaques lithosphériques sont la cause principale des grandes modifications structurales affectant la croûte terrestre. Une majorité des séismes et une large partie du volcanisme sont des marqueurs de cette activité particulière de la planète Terre, résultant de la convection de la partie supérieure du manteau terrestre. La tectonique des plaques est la théorie qui explique l'essentiel de ces manifestations en surface, et permet une quantification de ces déplacements horizontaux.

Un autre volcanisme d'importance existe, celui dit de point chaud ; il n'est pas spécifique de notre planète, puisqu'on le retrouve sur Mars, et très probablement en partie sur Vénus.

Présence de vie[modifier | modifier le code]

Depuis quelques décennies on trouve un nombre croissant d'échantillon de la croûte terrestre où des microbes (bactéries sulfatoréductrices en général) sont retrouvés, y compris dans des endroits où on est certain qu'il n'y a pas pu y avoir de contamination récente (au sens géologique et écologique de ce terme). En 2019, ces écosystèmes sont encore très mal connus [4].

Références[modifier | modifier le code]

  1. a et b (en) Frank Wigglesworth Clarke, « The data of geochemistry », USGS Bulletin, Govt. Print. Off., no 330,‎ (lire en ligne, consulté le 11 février 2019)
  2. (en) Graham R. Thompson, Jonathan Turk, Earth science and the environment, Saunders College Pub., , p. 31.
  3. (en) Imke de Pater, Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press, (lire en ligne), p. 154.
  4. By Eva Frederick (2019) Strange microbes found in Earth’s oldest water , Science News, 27 aout

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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