Chaînes de montagnes, isostasie et racine crustale

Merci !

Fiches
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Le domaine continental et sa dynamique
Corpus - | Corpus - 1 Fiche
 
Chaînes de montagnes, isostasie et racine crustale

FB_Bac_98621_SvtT_S_026

26

71

5

L’épaisseur de la croûte continentale peut doubler au niveau des chaînes de montagnes (>fiche24) : il semble donc exister un lien entre l’altitude des reliefs continentaux et l’épaisseur de la croûte continentale.

1Principe d’isostasie et altitude des continents

 En raison de sa faible densité, la croûte continentale repose en équilibre sur le manteau, plus dense. Cet état d’équilibre ou isostasie est réalisé en profondeur, au niveau d’une surface virtuelle dite surface de compensation où la masse des roches situées au-dessus est la même en tout point.

 Bien que les roches de la croûte et du manteau soient beaucoup plus rigides que l’eau, la croûte continentale « flotte » sur le manteau. La charge excédentaire due à une chaîne de montagnes est compensée, en vertu du principe d’Archimède, par une force opposée induite par une racine crustale en profondeur.


 Airy, en 1855, a proposé un modèle où la croûte continentale de faible densité « flotte » sur un manteau plus dense : les reliefs élevés présentent une croûte plus épaisse que la normale associée à une racine crustale profonde à l’intérieur du manteau plus dense.

 À partir de ce modèle et en choisissant une surface de compensation située au niveau de la racine crustale, il est possible de calculer la masse de chaque colonne de roches au-dessus des points et .

La masse des deux colonnes est égale au produit de leur volume (surface × hauteur) par leur masse volumique (ou densité) :

  

Considérant des colonnes de 1 km2 de surface :

  

D’après la définition de l’isostasie, les masses des colonnes de roches situées au-dessus de et sont identiques :

D’où la valeur de la racine crustale :

Soit, pour un relief ded’altitude, une racine crustale de et une croûte épaisse de .

2Isostasie à l’échelle de la lithosphère

 Le modèle d’Airy est cohérent avec les mesures par les méthodes sismiques sur la profondeur du Moho au niveau des chaînes de montagnes (>dépliant,VI) et rend bien compte des variations locales d’épaisseur de la croûte continentale.

 La lithosphère continentale, en raison de la faible densité de sa croûte, repose sur une asthénosphère plus dense mais aussi moins visqueuse : la lithosphère continentale est donc aussi en équilibre sur l’asthénosphère.

 En revanche, et en raison de sa rigidité importante, la lithosphère présente un fléchissement sous le poids de la chaîne de montagnes en répartissant la charge sur une plus vaste étendue. À l’échelle de la lithosphère, l’isostasie est donc régionale(doc.).

Doc. Isostasie à l’échelle de la lithosphère continentale au niveau d’une chaîne de montagnes.

>