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Physique de la Terre solide : observations et théories

Résumé

L'étude des manifestations gravimétriques, thermiques, mécaniques et magnétiques de la Terre, s'inscrivant dans le cadre unificateur de la théorie des plaques.


  • Autre(s) auteur(s)
  • Éditeur(s)
  • Date
    • 2001
  • Notes
    • Bibliogr. Index. Glossaire
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • X-360 p. ; 27 x 20 cm
  • Collections
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 2-84703-002-6
  • Indice
    • 550 Géophysique générale
  • Quatrième de couverture
    • La planète Terre est active ; les séismes et les volcans nous le rappellent quotidiennement pour son enveloppe solide. Elle émet un champ magnétique propre, comme l'orientation de l'aiguille aimantée de la boussole l'atteste. L'augmentation de la température avec la profondeur témoigne de la production de chaleur à l'intérieur du globe. Et comme tout objet ayant une masse, la Terre émet un champ de pesanteur.

      L'étude physique de l'objet complexe qu'est la Terre solide est une entreprise fascinante qui nécessite l'analyse séparée des phénomènes physiques mis en jeu durant son évolution. Seule, l'étude des couplages entre les manifestations gravimétriques, thermiques, mécaniques et magnétiques apporte des réponses globales, s'inscrivant dans le cadre unificateur de la théorie des plaques.

      Ainsi l'ouvrage est structuré en cinq grandes parties calquées sur les différentes spécialités de la géophysique interne que sont la gravimétrie, la sismologie, le géomagnétisme, la géothermie. Ces notions sont exploitées dans un cinquième chapitre qui aborde la tectonique sous l'angle physique. L'illustration est abondante, le formalisme mathématique reste simple et est abordable dès le premier cycle universitaire.

      Les étudiants et les enseignants en Sciences Physiques et en Sciences de la Terre, ainsi que les candidats aux concours de recrutement de l'enseignement secondaire disposent, avec Physique de la Terre solide, d'une présentation détaillée sans être simplifiée des diverses notions indispensables à la compréhension de la structure, de la dynamique et de la formation de notre planète.


  • Tables des matières
      • Physique de la terre solide observations et théories

      • Christophe Larroque/Jean Virieux

      • 1 Introduction générale1
      • 2 Gravimétrie7
      • 2.1 La force d'attraction universelle8
      • 2.1.1 L'accélération gravitationnelle9
      • 2.1.2 Le calcul de la masse de la Terre9
      • 2.1.3 L'influence du mouvement de la Terre10
      • 2.2 Le champ de pesanteur terrestre12
      • 2.2.1 L'effet de l'accélération centrifuge12
      • 2.2.2 Le champ de pesanteur13
      • 2.2.3 La forme de la Terre : le géoïde14
      • 2.3 De la mesure du champ de pesanteur à la détermination des anomalies17
      • 2.3.1 Comment mesurer le champ de pesanteur ?17
      • 2.3.2 Les corrections et les anomalies gravimétriques20
      • 2.3.3 Les anomalies gravimétriques de petite étendue23
      • 2.3.4 Les anomalies gravimétriques de grande étendue : isostasie locale et régionale24
      • 2.4 Les grandes zones d'anomalies gravimétriques31
      • 2.4.1 L'anomalie gravimétrique sur la Dorsale Atlantique31
      • 2.4.2 L'anomalie à l'air libre au-dessus d'une fosse océanique33
      • 2.4.3 L'anomalie de Bouguer sur la Chaîne Alpine33
      • 2.4.4 Un exemple d'utilisation géologique des données gravimétriques35
      • 2.5 Les mouvements verticaux de la surface terrestre38
      • 2.5.1 Le réajustement post-glaciaire de la Péninsule Finno-Scandinave38
      • 2.5.2 L'exhumation des roches de la croûte profonde39
      • 2.6 Le champ de pesanteur de la terre vu par satellite41
      • 2.6.1 Le principe des mesures par satellite41
      • 2.6.2 La surface de la mer : une image des fonds marins43
      • 2.7 Conclusion47
      • 3 Sismologie49
      • 3.1 L'observation des failles actives52
      • 3.1.1 L'observation géologique52
      • 3.1.2 L'observation sismologique54
      • 3.2 La mécanique des milieux continus57
      • 3.2.1 La notion de contrainte57
      • 3.2.2 La notion de déformation58
      • 3.2.3 La théorie de l'élasticité59
      • 3.2.4 La mécanique de la rupture61
      • 3.2.5 La mécanique vibratoire ou la mécanique des petites déformations62
      • 3.3 La source sismique64
      • 3.3.1 Une description mécanique complexe65
      • 3.3.2 Un modèle descriptif simple66
      • 3.3.3 Le calcul du moment sismique du séisme de Nueva Ejica (Philippines, Juillet 1990)68
      • 3.3.4 L'énergie rayonnée par un séisme69
      • 3.4 Les ondes sismiques69
      • 3.4.1 La mesure des caractéristiques des vibrations du sol70
      • 3.4.2 L'analyse d'un sismogramme72
      • 3.4.3 La vitesse de propagation des ondes sismiques73
      • 3.4.4 Le mouvement des particules76
      • 3.5 La localisation et l'ampleur des séismes76
      • 3.5.1 Comment localiser un séisme ?78
      • 3.5.2 L'intensité du mouvement du sol80
      • 3.5.3 L'échelle de magnitude81
      • 3.5.4 L'énergie sismique revisitée83
      • 3.5.5 La détermination des mécanismes au foyer par les ondes sismiques85
      • 3.6 La sismicité de la france92
      • 3.6.1 Le territoire métropolitain92
      • 3.6.2 Les Antilles Françaises93
      • 3.6.3 L'île de la Réunion93
      • 3.6.4 Les séismes induits94
      • 3.7 L'échographie de la terre94
      • 3.7.1 Le comportement des ondes sismiques à l'intérieur du globe95
      • 3.7.2 Le trajet et la reconnaissance des ondes sismiques : la tomographie des temps d'arrivée99
      • 3.7.3 Le modèle de Terre sismologique100
      • 3.7.4 La détermination des discontinuités : un exemple101
      • 3.7.5 La tomographie des écarts de temps d'arrivée104
      • 3.7.6 L'étude de la subsurface par les méthodes sismiques106
      • 3.8 La protection contre le risque sismique114
      • 3.8.1 La prévision des tremblements de terre114
      • 3.8.2 La prévision du mouvement du sol117
      • 3.9 Conclusion119
      • 4 Géomagnétisme123
      • 4.1 Le champ magnétique terrestre actuel126
      • 4.1.1 La mesure du champ magnétique terrestre126
      • 4.1.2 Le champ principal128
      • 4.1.3 Le champ externe, composante externe du champ magnétique terrestre133
      • 4.1.4 Les variations du champ principal136
      • 4.1.5 Le calme magnétique136
      • 4.2 Des notions d'électromagnétisme136
      • 4.2.1 Le magnétisme137
      • 4.2.2 Les milieux aimantés141
      • 4.3 L'aimantation des minéraux et des roches142
      • 4.3.1 Les divers types d'aimantation143
      • 4.3.2 La magnétisation des roches et des minéraux146
      • 4.3.3 La mesure des aimantations149
      • 4.3.4 Les autres mesures magnétiques sur les roches151
      • 4.4 L'origine du champ principal153
      • 4.4.1 Les mouvements de matière dans le noyau153
      • 4.4.2 La géodynamo155
      • 4.5 L'acquisition des données magnétiques158
      • 4.5.1 Les observatoires magnétiques158
      • 4.5.2 Les profils magnétiques162
      • 4.6 L'interprétation des données magnétiques164
      • 4.6.1 Le champ de référence164
      • 4.6.2 Les corrections des données magnétiques165
      • 4.6.3 Les anomalies magnétiques166
      • 4.6.4 L'interprétation simple des anomalies magnétiques167
      • 4.7 L'évolution temporelle lente du champ magnétique terrestre168
      • 4.7.1 Les enregistrements récents169
      • 4.7.2 Le paléomagnétisme171
      • 4.7.3 Les excursions178
      • 4.8 L'évolution temporelle rapide du champ magnétique terrestre179
      • 4.8.1 Les méthodes électriques179
      • 4.8.2 Les méthodes magnéto-telluriques181
      • 4.8.3 les méthodes électromagnétiques181
      • 4.9 Conclusion183
      • 5 Géothermie187
      • 5.1 L'origine de la chaleur interne de la terre188
      • 5.1.1 La désintégration des éléments radioactifs188
      • 5.1.2 La différenciation et le refroidissement de la planète190
      • 5.2 La définition et le transport de la chaleur191
      • 5.2.1 Le rayonnement192
      • 5.2.2 La conduction192
      • 5.2.3 La convection194
      • 5.2.4 Les couches limites thermiques200
      • 5.3 Le géotherme201
      • 5.3.1 Les paramètres qui influent sur le géotherme201
      • 5.3.2 Les mesures de température et l'estimation du géotherme moyen202
      • 5.4 Le flux de chaleur terrestre203
      • 5.4.1 La distribution du flux de chaleur à la surface du globe203
      • 5.4.2 Le temps caractéristique et la profondeur de pénétration pour la conduction de la chaleur207
      • 5.5 Comment se forme un volcan ?208
      • 5.5.1 La formation du magma209
      • 5.5.2 La migration du magma vers la surface211
      • 5.5.3 Le déclenchement d'une éruption volcanique212
      • 5.6 L'utilisation de l'énergie géothermique214
      • 5.6.1 Le principe de l'exploitation215
      • 5.6.2 Le flux de chaleur en France216
      • 5.6.3 Un exemple : l'exploitation géothermique de Coulommiers (bassin de Paris)218
      • 5.6.4 Un pays très chaud : l'Islande220
      • 5.7 Conclusion221
      • 6 Géodynamique interne et tectonique223
      • 6.1 Les déplacements horizontaux instantanés à la surface du globe224
      • 6.1.1 La mesure directe des déplacements relatifs des plaques225
      • 6.1.2 L'éloignement de l'Amérique et de l'Europe226
      • 6.1.3 Le coulissement le long de la faille de San Andreas227
      • 6.1.4 Les frontières de plaques229
      • 6.2 La description du mouvement des plaques235
      • 6.2.1 Les mouvements le long des frontières de plaque235
      • 6.2.2 La rotation sur une sphère237
      • 6.2.3 La vitesse de rotation d'une plaque238
      • 6.2.4 Détermination du mouvement relatif de deux plaques239
      • 6.2.5 Le problème des points triples242
      • 6.3 Le modèle cinématique global (...)243
      • 6.3.1 La détermination de la position des pôles et des vecteurs de rotation244
      • 6.3.2 La cinématique des dorsales océaniques et des zones de subduction245
      • 6.3.3 Le modèle NUVEL-1246
      • 6.4 Les grands phénomènes géodynamiques249
      • 6.4.1 Les concepts de lithosphère et d'asthénosphère250
      • 6.4.2 Le rifting de la lithosphère continentale255
      • 6.4.3 L'évolution de la lithosphère océanique264
      • 6.4.4 L'initiation et le développement de la subduction271
      • 6.4.5 La construction et la destruction des chaînes de montagne280
      • 6.4.6 Le volcanisme intraplaque : l'hypothèse des points chauds287
      • 6.4.7 La déformation en limite de plaque et les mouvements verticaux et horizontaux de la lithosphère291
      • 6.5 La convection asthénosphère - mésosphère293
      • 6.5.1 La viscosité des roches du manteau294
      • 6.5.2 L'origine thermique de la convection294
      • 6.5.3 La structure de la convection295
      • 6.6 La tectonique des plaques : pourquoi ça marche302
      • 6.6.1 Le bilan de matière global302
      • 6.6.2 Les forces agissant sur les plaques303
      • 6.6.3 Propulsion par convection ou traction par la fosse ?305
      • 6.7 La cinématique finie308
      • 6.7.1 Les indicateurs de mouvements309
      • 6.7.2 La reconstitution de l'ouverture de l'Océan Atlantique311
      • 6.7.3 La fermeture de la Téthys et la formation des chaînes d'Asie314
      • 6.7.4 La direction d'expansion dans le Nord-Est Pacifique315
      • 6.7.5 Les mouvements absolus des plaques316
      • 6.8 Conclusion317
      • 7 Conclusion générale321
      • Annexe mathématique325
      • A.1 L'analyse vectorielle325
      • A.1.1 Le calcul du produit scalaire325
      • A.1.2 Le calcul du produit vectoriel326
      • A.2 Les systèmes de coordonnées326
      • A.2.1 Les coordonnées cartésiennes326
      • A.2.2 Les coordonnées cylindriques327
      • A.2.3 Les coordonnées sphériques328
      • A.3 L'analyse numérique329
      • A.3.1 Le calcul des intégrales d'une fonction329
      • A.3.2 Le calcul des dérivées d'une fonction330
      • A.4 Les unités de mesure usuelles en physique et en géophysique332
      • Lecture conseillée337
      • Table des figures339
      • Liste des tableaux347
      • Index349
      • Glossaire357

  • Origine de la notice:
    • Electre
  • Disponible - 550 LAR

    Niveau 2 - Sciences