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manteau

Structure de la Terre
Structure de la Terre

Partie d'une planète tellurique, en particulier de la Terre, intermédiaire entre la croûte et le noyau.

GÉOLOGIE

Le manteau terrestre s'étend de la discontinuité de Mohorovičić (ou moho), à une profondeur moyenne de 5 à 10 km sous les océans et de 35 km sous les continents, jusqu'à la discontinuité de Gutenberg, à 2 900 km de profondeur correspondant au début du noyau. Le manteau correspond à 82 % du volume de la Terre.

1. Observations et composition du manteau

Les éléments témoins du manteau (→ pétrologie) sont les morceaux de péridotites que les laves de certains volcans, comme les kimberlites, arrachent au cours de leur remontée vers la surface, les remontées sous-marines (faille de Véma, située sur la dorsale Atlantique) ou les restes de manteau (serpentinites) charriés avec d’anciennes lithosphères océaniques obduites (→ ophiolites).

Les études pétrographiques indiquent que les péridotites sont des roches dites « ultrabasiques » d’une composition dominée par l'oxygène (plus de 58 %), le magnésium (20,4 %) et le silicium (15,9 %). Viennent ensuite le fer (2,2 %), l'aluminium (1,8 %) et le calcium (1,3 %).

Les autres informations proviennent :
• de la sismologie et des études expérimentales réalisées en laboratoire simulant les hautes pressions et les hautes températures qui agissent dans le manteau (grâce à une enclume de diamant traversée par un faisceau laser).
• de l’étude des météorites dont les achondrites, riches en olivine et pyroxène, différenciées, sont les témoins d’un manteau de planétoïdes.

2. Structure du manteau

2.1. Le manteau supérieur

La partie haute du manteau supérieur a un comportement cassant. Elle est réunie à la croûte pour constituer la lithosphère. Entre 100 et 200 km, on observe un ralentissement de la vitesse des ondes sismiques . C’est la Low Velocity Zone, ou LVZ (zone à faibles vitesses sismiques). Vers 200 km et jusqu’à 700 km, se situe l'asthénosphère. Cette unité du manteau supérieur plus profond a un comportement plastique et ductile (→ convection).

2.2. La zone de transition

Détectées par des variations de vitesse des ondes sismiques, dans une zone dite de transition, deux anomalies supplémentaires sont présentes à 400 et à 670 km de la surface. Ces anomalies sont liées à la transformation de l’olivine (structure α → péridot). Ce minéral se transforme en wadsleyite (phase β) puis en ringwoodite (γ). À 670 km, apparaît la pérovskite, qui est le constituant majeur du manteau.

2.3. Le manteau inférieur

Le manteau inférieur, parfois appelé mésosphère, est compris entre 700 et 2 900 km. Vers 2700 km, il se formerait une nouvelle forme plus dense constituant la zone D’’ responsable d’un ralentissement de la propagation des ondes. Cette couche à la limite inférieure du manteau est le point d’arrivée des plaques océaniques qui ont coulé après la subduction et elle est à l’origine des panaches des points chauds.