La Terre est une planète dynamique. Il est constitué de couches: la croûte, le manteau et le noyau. Le manteau lui-même est une zone intéressante, avec des différences entre le manteau supérieur et inférieur. Il est utile d'apprendre la définition du manteau supérieur et du manteau inférieur, ainsi que leurs caractéristiques de différenciation, pour mieux comprendre le comportement géologique de la Terre.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Le manteau est la couche de l'intérieur de la Terre entre la croûte ou la surface et le noyau le plus interne. Les manteaux supérieur et inférieur diffèrent l'un de l'autre par leur emplacement, leur température et leur pression.
Les couches de la Terre
Vous vous souvenez peut-être d'avoir fait un modèle de la Terre à l'école primaire avec de l'argile. Ce modèle aurait une coupe, montrant probablement trois couches distinctes: la croûte, le manteau et le noyau. Cependant, la vraie nature de la composition interne de la Terre est plus complexe.
La couche mince la plus externe appelée la croûte abrite la vie sur Terre. C'est la surface sur laquelle vous marchez, et les montagnes et autres paysages que vous voyez. Aussi vaste que cette couche puisse paraître, la croûte ne représente qu'environ 1% de la planète.
Le manteau réside sous la croûte. Cette région représente environ 84 pour cent de la Terre. La croûte et une partie du manteau supérieur se déplacent en raison de la convection de la chaleur à l'intérieur de la Terre. C'est ce qu'on appelle la tectonique des plaques. Ce mouvement des plaques tectoniques provoque des tremblements de terre et forme des montagnes. La chaleur est générée par la désintégration radioactive d'éléments profondément enfouis dans la Terre. Au fil du temps, cette action convective a modifié la disposition des continents. La montée et la chute progressives de matière dans le manteau peuvent produire du magma à travers des volcans en éruption. Entre le manteau supérieur et le noyau se trouve le manteau inférieur.
Sous le manteau inférieur, le noyau constitue le centre de la Terre et contient principalement du fer et du nickel. Sa couche la plus externe est liquide, mais sa couche la plus interne est solide en raison d'une pression incroyable. On pense que ce noyau tourne plus rapidement que les autres couches de la planète. Il est également présumé qu'il se compose principalement de fer, mais de nouvelles découvertes révèlent un comportement étrange des minéraux. Les scientifiques pensent que la source des champs magnétiques de la Terre provient de l'action convective du noyau externe en fusion, qui pourrait déplacer les courants électriques.
Définition du manteau supérieur
La définition du manteau supérieur est tout simplement la couche juste sous la croûte terrestre. La composition du manteau est principalement constituée de silicates solides. Il y a cependant des zones qui sont en fusion. Le manteau supérieur est donc dit visqueux, avec des caractéristiques à la fois solides et plastiques. Le manteau supérieur, avec la croûte, comprend ce qu'on appelle la lithosphère. La lithosphère a une épaisseur d'environ 120 miles ou 200 kilomètres. C'est là que se trouvent les plaques tectoniques. Au-dessous de la lithosphère, vous trouverez l'asthénosphère. La lithosphère glisse essentiellement sur l'asthénosphère comme une série de plaques tectoniques. La profondeur du manteau supérieur varie entre 250 et 410 miles (403 à 660 km). À cette profondeur, la roche peut se liquéfier en magma. Le magma monte ensuite en raison de la convection et, en se propageant, il forme la croûte du fond océanique. Ce magma majoritairement silicaté contient également du dioxyde de carbone dissous. Cette combinaison fait fondre les roches à des températures plus basses qu'elles ne le feraient sans le dioxyde de carbone.
Définition du manteau inférieur
La définition du manteau inférieur est la région à l'intérieur de la Terre qui réside sous le manteau supérieur. A ce niveau, il y a une pression beaucoup plus importante que dans le manteau supérieur, donc le manteau inférieur est moins visqueux. Le manteau inférieur représente à lui seul environ 55 % du volume de la Terre. Le manteau inférieur a une profondeur d'environ 410 à 1 796 miles (ou 660 à 2 891 km). Son cours supérieur, juste sous le manteau supérieur, constitue la zone de transition. La limite noyau-manteau est définie au point le plus profond du manteau inférieur. La composition du manteau inférieur est constituée de pérovskite riche en fer, un minéral de silicate ferromagnésien qui est le minéral de silicate le plus abondant sur Terre. Mais les scientifiques pensent maintenant que la pérovskite existe dans différents états en fonction des températures et des pressions dans le manteau inférieur. Le manteau inférieur subit des pressions extraordinaires qui affectent le comportement des minéraux. Une phase de pérovskite n'aurait pas de fer, par exemple, encore une autre phase possible serait riche en fer et aurait une structure hexagonale. C'est ce qu'on appelle la pérovskite en phase H. Les scientifiques continuent de rechercher de nouveaux minéraux éventuellement exotiques au plus profond du manteau inférieur. De toute évidence, cette région promet de nouvelles découvertes intrigantes pour les années à venir.
Comparer et contraster les deux couches supérieures du manteau
La science de la sismologie aide à comprendre la structure interne de la Terre. Les données de la sismologie peuvent fournir des données sur la profondeur, la pression et la température du manteau, et les changements de minéraux qui en résultent. Les scientifiques peuvent étudier les caractéristiques du manteau via la vitesse des ondes sismiques après les tremblements de terre. Ces ondes se déplacent plus rapidement dans un matériau plus dense, où la profondeur et la pression sont plus importantes. Ils peuvent étudier les changements dans les qualités élastiques du manteau aux limites appelées discontinuités sismiques. Les discontinuités sismiques représentent des sauts soudains de la vitesse des ondes sismiques à travers une frontière. Là où la pérovskite peut être trouvée dans le manteau, il existe une discontinuité sismique séparant le manteau inférieur du manteau supérieur. Avec ces différentes méthodes, ainsi que des expériences et des simulations en laboratoire, il est possible de comparer et de contraster les deux couches supérieures du manteau. Il existe trois différences distinctes entre le manteau supérieur et inférieur.
La première différence entre le manteau supérieur et le manteau inférieur est leur emplacement. Le manteau supérieur jouxte la croûte pour former la lithosphère, tandis que le manteau inférieur n'entre jamais en contact avec la croûte. En fait, le manteau supérieur contient des déchirures dans certaines zones, comme la plaque tectonique indienne, dont la collision avec la plaque tectonique asiatique a provoqué de nombreux tremblements de terre dévastateurs. Ces déchirures se produisent à plusieurs endroits dans le manteau supérieur. Les zones de croûte au-dessus de ces larmes sont exposées à plus de chaleur du manteau que les autres zones, et dans ces zones de croûte plus chaude, les tremblements de terre ne sont pas aussi répandus. Les preuves de la recherche suggèrent que la croûte et le manteau supérieur du sud du Tibet sont fortement couplés. De telles informations peuvent aider à évaluer les risques de tremblement de terre.
La température est l'une des différences entre les deux couches supérieures du manteau. Les températures du manteau supérieur varient de 932 à 1 652 degrés Fahrenheit (ou 500 à 900 degrés Celsius). La température inférieure du manteau, en revanche, atteint plus de 7 230 degrés Fahrenheit ou 4 000 degrés Celsius.
La pression est une grande différence entre le manteau supérieur et inférieur. La viscosité du manteau supérieur est supérieure à la viscosité du manteau inférieur. C'est parce qu'il y a moins de pression au niveau du manteau supérieur. La pression du manteau inférieur est beaucoup plus grande. En fait, la pression du manteau inférieur varie de 237 000 fois la pression atmosphérique à 1,3 million de fois la pression atmosphérique! Alors que la température est beaucoup plus élevée dans le manteau inférieur et peut faire fondre les roches, la pression plus élevée empêche une fonte importante.
Il est important d'étudier les caractéristiques des couches de la Terre, pour mieux comprendre comment leur interaction affecte la vie à la surface. Une meilleure connaissance du manteau supérieur et inférieur peut contribuer au risque sismique. Les géologues peuvent en apprendre davantage sur la viscosité des roches en fusion et leurs caractéristiques sous une pression et une profondeur croissantes. Comprendre les couches de la Terre aide également à déterminer comment la Terre s'est formée. Alors que les gens ne peuvent pas encore sonder les profondeurs de la Terre comme ils peuvent le faire dans les mers et l'espace, les scientifiques permettent de prédire les qualités exotiques du manteau supérieur et inférieur.