Géophysique et géologie

Auteur(s) :

Lliboutry, Louis (1922-2007) Découvrir l'auteur

Résumé

La géologie et la géophysique sont deux disciplines connexes. L'auteur en propose une synthèse rigoureuse, constituant ainsi un véritable ouvrage de référence dans le domaine des sciences de la Terre. Cette édition tient compte des résultats les plus récents et des derniers développements théoriques.

Éditeur(s)
- Masson
Date
- 1998
Langues
- Français
Description matérielle
- 462 p. ; 26 cm
Collections
- Enseignement des sciences de la Terre
Sujet(s)
- Géophysique
- Géologie
ISBN
- 2-225-82922-5
Indice
- 550 Géophysique générale
Quatrième de couverture
- La géologie et la géophysique sont deux disciplines enseignées de manière distincte mais dont la complémentarité mérite d'être mise à profit, permettant ainsi une compréhension profonde des phénomènes étudiés. L'auteur nous propose une synthèse entre géologie structurale et géophysique, construite sur les faits les mieux établis et incontournables et constituant ainsi un véritable ouvrage de référence dans le domaine des sciences de la Terre.
- Ce livre s'adresse aux étudiants de second cycle en sciences de la Terre : géologie, géophysique, géosciences, ainsi qu'aux élèves ingénieurs et aux candidats au Capes et à l'agrégation en sciences de la vie et de la Terre. Les étudiants plus avancés (3^e cycle), les chercheurs et enseignants de ces disciplines trouveront une synthèse particulièrement réussie entre géologie structurale et géophysique.

Tables des matières

- Géophysique et géologie
- Louis Lliboutry
- Masson
- Prologue : Bases logiques de la discipline1
- 0.1. Sciences géologiques et sciences géophysiques1
- 0.2. Régularités géologiques réduites aux lois de la physique2
- 0.3. Utilité des modèles physiques3
- 0.4. Approche baconienne et approche poppérienne du Réel4
- Chapitre 1 : Séismes et exploration sismique7
- 1.1. Séismes tectoniques. Failles7
- 1.2. Séismes induits, volcaniques, etc.9
- 1.3. Macrosismique : intensité en un lieu d'un séisme10
- 1.4. Généralités sur les ondes sismiques11
- 1.5. Sismographes14
- 1.6. Energie dissipée, rendement sismique, moment sismique15
- 1.7. Magnitude d'un séisme17
- 1.8. Réflexion et réfraction des rais. Ondes coniques, de surface19
- 1.9. Constitution interne du Globe et phases d'un séisme23
- 1.10. Techniques de la prospection sismique26
- 1.11. Mécanisme au foyer. Sismogrammes synthétiques26
- Chapitre 2 : Pétrographie et métamorphisme29
- 2.1. Principaux minéraux des roches cristallines29
- 2.2. Généralités sur les roches32
- 2.3. Principales roches cristallines33
- 2.4. Formation et ascension des magmas35
- 2.5. Nature de la croûte océanique et du manteau supérieur38
- 2.6. Roches métamorphiques40
- 2.7. Géothermo-baromètres41
- 2.8. Divers faciès et roches métamorphiques44
- 2.9. Nature de la croûte continentale45
- Chapitre 3 : Géomagnétisme et aimantation des roches49
- 3.1. Champs magnétiques produits par les corps aimantés49
- 3.2. Champs magnétiques créés par les courants électriques53
- 3.3. Appareils de mesure55
- 3.4. Origine du champ magnétique terrestre régulier56
- 3.5. Champ géomagnétique externe et prospection magnéto-tellurique58
- 3.6. Analyse du potentiel géomagnétique en harmoniques sphériques59
- 3.7. Aimantation produite par une excitation magnétique60
- 3.8. Processus microscopiques du ferromagnétisme62
- 3.9. Ferrimagnétisme monodomaine des petites inclusions63
- 3.10. Minéralogie magnétique. Ferri- et antiferromagnétisme64
- 3.11. Aimantation thermo-rémanente, rémanente chimique65
- 3.12. Archéomagnétisme66
- 3.13. Inversions du champ géomagnétique68
- 3.14. Aimantation rémanente des sédiments69
- Chapitre 4 : Dorsales océaniques et points chauds71
- 4.1. Exploration géophysique des océans71
- 4.2. Dorsales océaniques71
- 4.3. Bandes d'anomalies magnétiques76
- 4.4. Failles transformantes et direction de l'expansion78
- 4.5. Le modèle des plaques (coques) de lithosphère79
- 4.6. Limites de validité de la théorie des plaques classique80
- 4.7. Processus aux dorsales82
- 4.8. Modifications des dorsales au cours du temps84
- 4.9. Marges continentales passives88
- 4.10. Volcanisme intra-plaques et points chauds89
- Chapitre 5 : Mouvement des coques de lithosphère95
- 5.1. Cinématique d'une figure rigide dans le plan ou sur la sphère95
- 5.2. Formules de la cinématique «instantanée» des plaques97
- 5.3. Détermination des vitesses de rotation relatives99
- 5.4. Prolongation de la chronologie paléomagnétique101
- 5.5. Référentiel à rotation globale nulle et vitesses absolues NNR102
- 5.6. Référentiel des points chauds et vitesses absolues HS105
- 5.7. Evolution de la plaque Pacifique106
- 5.8. Techniques de géodésie spatiale107
- 5.9. Mouvement relatif des coques de lithosphère, à l'échelle de la décennie112
- 5.10. Mouvements dans les zones frontières115
- Chapitre 6 : Zones de subduction et arcs insulaires117
- 6.1. Fosses océaniques et arcs insulaires du Pacifique117
- 6.2. Surfaces de Wadati-Benioff120
- 6.3. Volcanisme et flux géothermique125
- 6.4. Phases d'extension des bassins intra-arc125
- 6.5. Prismes d'accrétion et auges externes128
- 6.6. Subduction ablative129
- 6.7. Mise en place d'ophiolites129
- 6.8. Subduction de bassins océaniques intra-arcs sous des arcs insulaires continentaux131
- 6.9. Initiation d'une subduction132
- 6.10. Subduction du continent australien sous la plaque océanique de la mer de Banda133
- Chapitre 7 : Rotation de la Terre, gravimétrie, isostasie137
- 7.1. Rotation de la Terre et force de Coriolis137
- 7.2. Potentiel newtonien dans un référentiel galiléen139
- 7.3. Potentiel de la pesanteur et géoïde141
- 7.4. Détermination du géoïde142
- 7.5. Altitude d'un lieu144
- 7.6. Gravimétrie144
- 7.7. Isostasie146
- 7.8. Equilibre isostatique et poussée d'Archimède148
- 7.9. Mouvements verticaux dus à l'érosion ou à la sédimentation150
- 7.10. Temps nécessaire pour l'ajustement isostatique151
- 7.11. Moment cinétique du couple Terre-Lune151
- 7.12. Ralentissement de la rotation terrestre et éloignement de la Lune153
- 7.13. Variations de la vitesse de rotation non dues aux marées156
- 7.14. Formation de la Terre et de la Lune156
- Chapitre 8 : Chaleur terrestre159
- 8.1. Diffusion de la chaleur159
- 8.2. Mesure du flux géothermique161
- 8.3. Influence du relief : cas avec solution analytique162
- 8.4. Températures dans un milieu mobile163
- 8.5. Solutions de la forme T = f(z) x g(Kappat)164
- 8.6. Solutions pour un demi-espace, avec un point singulier166
- 8.7. Températures dans une calotte polaire167
- 8.8. Subsidence de la lithosphère océanique169
- 8.9. Modélisation du refroidissement des plaques océaniques171
- 8.10. Franchissement par le flux géothermique d'une LVZ partiellement fondue173
- 8.11. Estimation des flux géothermiques174
- 8.12. Origines de la chaleur terrestre175
- 8.13. Concentration de la radioactivité dans les terrains granitiques177
- 8.14. Epaisseur de la lithosphère et subsidence des bassins179
- 8.15. LVZ sous les continents181
- Chapitre 9 : Modèles élastiques et isovisqueux183
- 9.1. Définition des contraintes dans un milieu continu183
- 9.2. Déformations élastiques et contraintes visqueuses184
- 9.3. Tenseur des contraintes et équations d'équilibre185
- 9.4. Invariants des contraintes et déviateur188
- 9.5. Petites déformations et taux de déformation188
- 9.6. Elasticité isotrope190
- 9.7. Equation de Navier et ses conséquences193
- 9.8. Solution de quelques problèmes d'élasticité194
- 9.9. Viscosité newtonienne isotrope197
- 9.10. Charge répartie sur une couche élastique ou isovisqueuse198
- 9.11. Ecoulement d'un fluide isovisqueux dans un conduit cylindrique200
- 9.12. Perméabilité, porosité et surface volumique d'un sol202
- Chapitre 10 : Fluage des roches205
- 10.1. Plasticité et fluage205
- 10.2. Textures et déformation des roches206
- 10.3. Plasticité parfaite et viscosité loi puissance n isotrope210
- 10.4. Dislocations dans les cristaux212
- 10.5. Rôle des défauts ponctuels dans le fluage214
- 10.6. Du fluage microscopique au fluage macroscopique216
- 10.7. Fabriques et tension superficielle des grains218
- 10.8. Fluage transitoire220
- 10.9. Matériaux anisotropes223
- Chapitre 11 : Rupture des terrains et prévision des séismes227
- 11.1. Contrainte normale et cission sur un plan quelconque227
- 11.2. Divers types d'état de contraintes228
- 11.3. Striction et rupture ductile230
- 11.4. Théorie de l'enveloppe de Mohr231
- 11.5. Mécanismes microscopiques de la rupture232
- 11.6. Le corps plastique en mécanique235
- 11.7. Plasticité, consolidation et dilatance des sols237
- 11.8. Rupture des roches, diaclases et failles240
- 11.9. «Mécanisme au foyer» et vrai mécanisme de la rupture241
- 11.10. Glissement saccadé et récurrence des séismes243
- 11.11. Glissement asismique et séismes silencieux245
- 11.12. Séismes intermédiaires et profonds247
- 11.13. Estimation du risque sismique d'après les séismes historiques248
- 11.14. Paléosismicité250
- 11.15. Prévision sismique à long et moyen terme252
- 11.16. Prévision sismique à court terme252
- Chapitre 12 : Mécanique des plaques de lithosphère255
- 12.1. Modèle de la plaque élastique homogène255
- 12.2. Déformation d'une plaque océanique260
- 12.3. Corrélation entre la topographie et l'anomalie de Bouguer264
- 12.4. Epaisseur de la lithosphère élastique266
- 12.5. Mesure des contraintes dans la croûte268
- 12.6. Mécanisme moteur des coques de lithosphère269
- 12.7. Equilibre des forces agissant sur les plaques272
- 12.8. Forces s'exerçant sur les plaques plongeantes274
- 12.9. Extrusions latérales et modèle du plastique parfait274
- Chapitre 13 : Processus orogéniques279
- 13.1. Datation des événements279
- 13.2. L'ancien concept de géosynclinal280
- 13.3. Phases et cycles orogéniques282
- 13.4. Plissements283
- 13.5. Théorie de l'initiation du plissement285
- 13.6. Nappes gravitaires287
- 13.7. Les grands charriages du socle288
- 13.8. Réchauffement d'une plaque brusquement rétrécie horizontalement291
- 13.9. Propriétés mécaniques de la lithosphère continentale292
- 13.10. Conséquences de l'existence d'une asthénosphère crustale294
- 13.11. Subsidence post-orogénique296
- 13.12. Contrainte tectonique post-orogénique298
- 13.13. Exhumation par rétro-subduction300
- 13.14. Processus orogéniques propres aux chaînes liminaires302
- 13.15. Fossés passifs305
- 13.16. Fossés actifs ou rifts307
- 13.17. Croûte amincie et subsidence de marges continentales passives310
- Chapitre 14 : Brève histoire du post-Paléozoïque311
- 14.1. Formation et dislocation de la Pangée311
- 14.2. Formation de l'Asie314
- 14.3. Le poinçonnement par l'Inde et ses conséquences319
- 14.4. La Thétys et les chaînes péri-méditerranéennes321
- 14.5. Les Alpes occidentales328
- 14.6. Les Apennins et le bassin tyrrhénien334
- 14.7. Autres arcs et bassins en Méditerranée340
- 14.8. Mécanismes cricogéniques en Méditerranée occidentale341
- 14.9. Arc des Antilles342
- 14.10. Isolement progressif de l'Antarctique344
- Chapitre 15 : Dérive du pôle, dérive des continents au Paléozoïque347
- 15.1. Facteurs astronomiques du climat347
- 15.2. Polhodie et dérive du Pôle géographique350
- 15.3. Causes des dérives absolues HS du PN et du PGM352
- 15.4. Le noyau et la dynamo terrestre352
- 15.5. Paléopôles géomagnétiques355
- 15.6. Dérives du PGM de l'Ordovicien au Permien356
- 15.7. Phases orogéniques du Paléozoïque357
- 15.8. La dérive des continents entre 1000 et 500 Ma avant le présent362
- Chapitre 16 : Chimie du manteau et formation des continents365
- 16.1. Etude de la matière à très haute pression365
- 16.2. Densités et changements de phase dans le manteau368
- 16.3. Pénétration des plaques plongeantes dans le manteau inférieur370
- 16.4. Tomographie sismique372
- 16.5. Nucléosynthèse et radioactivité naturelle374
- 16.6. Radiochronologie jusqu'à 300 000 ans d'âge376
- 16.7. Datage des minéraux des roches377
- 16.8. Datages par le plomb379
- 16.9. Age de la Terre380
- 16.10. Marquage par les éléments en trace ou par les rapports isotopiques382
- 16.11. Formation de la Terre387
- 16.12. Les chondrites388
- 16.13. Apparition progressive des continents390
- 16.14. Evolution et recyclage de la croûte continentale391
- 16.15. Recyclage de la croûte océanique392
- Chapitre 17 : Glaciations, glacio-isostasie et niveau des mers395
- 17.1. Banquise, shelfs et nappes de glace395
- 17.2. Glaciations antérieures au Pléistocène397
- 17.3. Stratigraphie du Pléistocène398
- 17.4. Etapes de la dernière déglaciation402
- 17.5. Glacio-isostasie403
- 17.6. Premières modélisations du soulèvement glacio-isostatique405
- 17.7. Modélisation par des couches sphériques visco-élastiques408
- 17.8. Solution du problème inverse pour une Terre corps de Maxwell410
- 17.9. Epaisseur des calottes glaciaires411
- 17.10. Objections au modèle classique de Terre visco-élastique412
- Chapitre 18 : Convection thermique dans le Globe415
- 18.1. Equations gouvernant vitesses et températures dans un milieu isovisqueux415
- 18.2. Convection de Bénard-Boussinesq417
- 18.3. Equations de Lorenz420
- 18.4. Bifurcations ; attracteurs métastables, périodiques, apériodiques422
- 18.5. Etudes expérimentales de la convection de Bénard-Boussinesq425
- 18.6. Transfert de chaleur par convection : nombre de Nusselt426
- 18.7. Températures sur-adiabatiques et nombre de Rayleigh dans le manteau427
- 18.8. Influence des plaques et d'une viscosité variable sur la convection430
- 18.9. Turbulence «dure» et brassage du manteau432
- 18.10. La couche D" et l'origine des points chauds435
- 18.11. Exploitation des données de la tomographie sismique436
- Annexe : Compléments de mathématiques441
- A.1. Propriétés intrinsèques d'une fonction de x, y, z ou d'un champ de vecteurs441
- A.2. Harmoniques sphériques444
- A.3. Fonction d'erreur445
- A.4. Transformation de Fourier445
- A.5. Réponse impulsionnelle et transformation de Laplace447
- Index451