Chaînes de montagnes, isostasie et racine crustale

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

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L&rsquo &eacute paisseur de la cro&ucirc te continentale peut doubler au niveau des cha&icirc nes de montagnes (&gt fiche24)  : il semble donc exister un lien entre l&rsquo altitude des reliefs continentaux et l&rsquo &eacute paisseur de la cro&ucirc te continentale.

1Principe d&rsquo isostasie et altitude des continents

&thinsp En raison de sa faible densit&eacute , la cro&ucirc te continentale repose en &eacute quilibre sur le manteau, plus dense. Cet &eacute tat d&rsquo &eacute quilibre ou isostasie est r&eacute alis&eacute en profondeur, au niveau d&rsquo une surface virtuelle dite surface de compensation o&ugrave la masse des roches situ&eacute es au-dessus est la m&ecirc me en tout point.

&thinsp Bien que les roches de la cro&ucirc te et du manteau soient beaucoup plus rigides que l&rsquo eau, la cro&ucirc te continentale &laquo   flotte  &raquo sur le manteau. La charge exc&eacute dentaire due &agrave une cha&icirc ne de montagnes est compens&eacute e, en vertu du principe d&rsquo Archim&egrave de, par une force oppos&eacute e induite par une racine crustale en profondeur.


&thinsp Airy, en 1855, a propos&eacute un mod&egrave le o&ugrave la cro&ucirc te continentale de faible densit&eacute &laquo   flotte  &raquo sur un manteau plus dense  : les reliefs &eacute lev&eacute s pr&eacute sentent une cro&ucirc te plus &eacute paisse que la normale associ&eacute e &agrave une racine crustale profonde &agrave l&rsquo int&eacute rieur du manteau plus dense.

&thinsp &Agrave partir de ce mod&egrave le et en choisissant une surface de compensation situ&eacute e 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 &eacute gale au produit de leur volume (surface &times hauteur) par leur masse volumique (ou densit&eacute )  :

&emsp &emsp

Consid&eacute rant des colonnes de 1  km2 de surface  :

&emsp &emsp

D&rsquo apr&egrave s la d&eacute finition de l&rsquo isostasie, les masses des colonnes de roches situ&eacute es au-dessus de et sont identiques  :

D&rsquo o&ugrave la valeur de la racine crustale  :

Soit, pour un relief ded&rsquo altitude, une racine crustale de et une cro&ucirc te &eacute paisse de .

2Isostasie &agrave l&rsquo &eacute chelle de la lithosph&egrave re

&thinsp Le mod&egrave le d&rsquo Airy est coh&eacute rent avec les mesures par les m&eacute thodes sismiques sur la profondeur du Moho au niveau des cha&icirc nes de montagnes (&gt d&eacute pliant,VI) et rend bien compte des variations locales d&rsquo &eacute paisseur de la cro&ucirc te continentale.

&thinsp La lithosph&egrave re continentale, en raison de la faible densit&eacute de sa cro&ucirc te, repose sur une asth&eacute nosph&egrave re plus dense mais aussi moins visqueuse  : la lithosph&egrave re continentale est donc aussi en &eacute quilibre sur l&rsquo asth&eacute nosph&egrave re.

&thinsp En revanche, et en raison de sa rigidit&eacute importante, la lithosph&egrave re pr&eacute sente un fl&eacute chissement sous le poids de la cha&icirc ne de montagnes en r&eacute partissant la charge sur une plus vaste &eacute tendue. &Agrave l&rsquo &eacute chelle de la lithosph&egrave re, l&rsquo isostasie est donc r&eacute gionale(doc.).

Doc.&ensp Isostasie &agrave l&rsquo &eacute chelle de la lithosph&egrave re continentale au  niveau d&rsquo une cha&icirc ne de montagnes.

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