Terre, portrait d'une planète
Olivier Evrard
de boeck
Avant-proposxxiii
Prélude
Mais au fait, c'est quoi la géologie ?1
P.1 À la recherche d'idées2
P.2 La nature de la géologie3
P.3 Les thèmes de ce livre5
Encadré P.1 Coup de projecteur sur...
La méthode scientifique
8
Partie I
Notre Île dans l'Espace
Chapitre 1
Cosmologie et naissance de la Terre14
1.1 Introduction15
1.2 Une image de notre Univers15
Encadré 1.1 Coup de projecteur sur...
Comment savons-nous que la Terre tourne ?
16
Encadré 1.2 Coup de projecteur sur...
Les forces de la nature
18
Encadré 1.3 Coup de projecteur sur...
La découverte des planètes
19
Encadré 1.4 Coup de projecteur sur...
La nature de la matière
22
1.3 La formation de l'Univers22
1.4 Mettre de l'ordre à partir du chaos26
1.5 Nous sommes tous faits de poussières d'étoiles27
Géologie en un coup d'oeil
La formation des planètes et du système Terre-Lune
30-31
Résumé du chapitre32
Chapitre 2
Voyage au centre de la Terre34
2.1 Introduction34
2.2 Bienvenue dans les environs de la Terre35
Encadré 2.1 Coup de projecteur sur...
Comètes et astéroïdes - Les autres objets du Système Solaire
36
2.3 De quoi la Terre est-elle faite ?39
2.4 Comment savons-nous que la Terre est constituée de couches ?42
2.5 De quoi les couches sont-elles faites ?45
Encadré 2.2 Coup de projecteur sur...
Les météorites - Des indices sur ce qu'il y a à l'intérieur
47
Encadré 2.3 Coup de projecteur sur...
La chaleur et le transfert de chaleur
49
Géologie en un coup d'oeil
La Terre, de la surface jusqu'au centre
50-51
2.6 La lithosphère et l'asthénosphère52
Résumé du chapitre52
Chapitre 3
Des continents à la dérive et des mers en expansion55
3.1 Introduction56
3.2 Les preuves de Wegener pour la dérive des continents57
3.3 Le paléomagnétisme et la preuve de la dérive des continents60
Encadré 3.1 Coup de projecteur sur...
Trouver les paléopôles
64
3.4 Préparation du terrain pour la découverte de l'expansion des fonds marins65
3.5 Harry Hess et son « Essai sur la Géopoésie »67
3.6 La preuve de l'expansion des fonds marins68
Géologie en un coup d'oeil
Inversions magnétiques et anomalies magnétiques marines
70-71
Résumé du chapitre75
Chapitre 4
Le mode de fonctionnement de la Terre : la tectonique des plaques77
4.1 Introduction78
4.2 Qu'entend-on par tectonique des plaques ?78
Encadré 4.1 Coup de projecteur sur...
Le principe de la poussée d'Archimède
80
4.3 Les limites de plaques divergentes et l'expansion des fonds marins82
4.4 Les limites de plaques convergentes et la situation85
4.5 Les limites de plaque transformantes88
4.6 Les lieux particuliers au sein de la mosaïque des plaques88
4.7 Comment les limites de plaques se forment-elles et disparaissent-elles ?91
4.8 Qu'est-ce qui génère le mouvement des plaques et à quelle vitesse se déplacent-elles ?95
Géologie en un coup d'oeil
La théorie de la tectonique des plaques
96-97
Résumé du chapitre100
Partie II
Les Matériaux Terrestres
Chapitre 5
Des exemples naturels d'organisation : les minéraux104
5.1 Introduction105
5.2 Qu'est-ce qu'un minéral ?106
5.3 La beauté des agencements spatiaux : les cristaux et leur structure107
Encadré 5.1 Coup de projecteur sur...
Les bases de la chimie
110
Encadré 5.2 Coup de projecteur sur...
Comment pouvons-nous « voir » l'arrangement des atomes au sein d'un cristal ?
116
5.4 Comment différencier les minéraux ?116
5.5 Organiser nos connaissances : la classification des minéraux ?120
5.6 Quelque chose de précieux - les gemmes !124
Encadré 5.3 Coup de projecteur sur...
D'où viennent les diamants ?
125
Résumé du chapitre128
Interlude A
Les groupes de roches130
A.1 Introduction131
A.2 Qu'est-ce qu'une roche ?131
A.3 Occurrence des roches132
A.4 La base de classification des roches132
A.5 L'étude des roches136
Chapitre 6
Ils remontent de l'enfer : le magma et les roches magmatiques139
6.1 Introduction140
6.2 Pourquoi le magma se forme-t-il142
6.3 De quoi le magma est-il constitué ?144
6.4 Le mouvement de la roche en fusion146
6.5 Transformation du magma en roche147
6.6 En quoi les environnements extrusif et intrusif diffèrent-ils ?148
Encadré 6.1 Coup de projecteur sur...
La série de réactions de Bowen
152
6.7 Comment décririez-vous une roche magmatique ?153
6.8 Classification des roches magmatiques155
Géologie en un coup d'oeil
La formation des roches magmatiques
159-160
6.9 Où l'activité magmatique se produit-elle, et pourquoi ?160
Résumé du chapitre165
Interlude B
Un vernis superficiel : les sédiments et les sols168
B.1 Introduction169
B.2 La météorisation : la formation des sédiments170
B.3 Le sol175
Géologie en un coup d'oeil
La météorisation, les sédiments et la formation du sol
176-177
Chapitre 7
Les pages qui relatent le passé de la Terre : les roches sédimentaires184
7.1 Introduction185
7.2 Les classes de roches sédimentaires186
7.3 Structures sédimentaires195
7.4 Comment identifier les environnements de dépôt ?201
Géologie en un coup d'oeil
La formation des roches sédimentaires
202-203
7.5 Les bassins sédimentaires207
Résumé du chapitre209
Chapitre 8
Le métamorphisme : un processus de changement212
8.1 Introduction213
8.2 Les conséquences et les causes du métamorphisme213
8.3 Les types de roches métamorphismes219
8.5 Comment définit-on l'intensité du métamorphisme ?223
Encadré 8.1 Coup de projecteur sur...
Le faciès métamorphique
226
8.6 Où le métamorphisme se produit-il ?228
Encadré 8.2 Coup de projecteur sur...
La poterie - une analogie avec le métamorphisme thermique
229
Géologie en un coup d'oeil
Les environnements métamorphiques
230-231
Résumé du chapitre237
Interlude C
Le cycle des roches239
C.1 Introduction240
C2 Une étude de cas du cycle des roches241
C3 La vitesse du mouvement au sein du cycle des roches241
C.4 Qu'est-ce qui contrôle le cycle des roches dans le Système Terre ?243
Géologie en un coup d'oeil
Les environnements de formation des roches et le cycle des roches
244-245
Partie III
Activité tectonique d'une planète dynamique
Chapitre 9
La colère de Vulcain : les éruptions volcaniques248
9.1 Introduction249
9.2 Les produits des éruptions volcaniques249
9.3 La structure et le style éruptif des volcans258
Encadré 9.1 Coup de projecteur sur...
Les explosions volcaniques dont il faut se souvenir
264
9.4 Les configurations géologiques du volcanisme266
Géologie en un coup d'oeil
Les volcans
268-269
9.5 Prudence : les volcans présentent des risques !271
9.6 La protection contre la colère de Vulcain276
9.7 L'effet des volcans sur le climat et la civilisation280
9.8 Les volcans sur d'autres planètes282
Résumé du chapitre283
Chapitre 10
Une vibration violente : les tremblements de terre286
10.1 Introduction287
10.2 Qu'est-ce qui cause les tremblements de terre ?289
Géologie en un coup d'oeil
Formation d'une faille au sein de la croûte
292-293
10.3 Les ondes sismiques296
10.4 Comment mesurer et localiser les tremblements de terre ?296
10.5 Définition de l'« ampleur »d'un tremblement de terre300
10.5 Où et pourquoi les tremblements de terre se produisent-ils ?305
Encadré 10.1 Coup de projecteur sur...
La catastrophe d'Haïti en 2010
310
10.7 Comment les tremblements de terre génèrent-ils des dégâts ?313
Encadré 10.2 Coup de projecteur sur...
Lorsque les ondes sismiques résonnent - prudence !
314
10.8 Peut-on prédire le « Big One » ?322
10.9 Ingénierie sismique et planification326
Résumé du chapitre327
Interlude D
L'intérieur de la Terre revisité : stratification sismique, champ magnétique et gravité330
D.1 Introduction330
D.2 Préparer le terrain pour l'étude sismique de la Terre330
D.3 Le mouvement des ondes sismiques au sein de la Terre331
D.4 Étude sismique de l'intérieur de la Terre333
D.5 Réglage minutieux de l'image de l'intérieur de la Terre : la tomographie sismique338
D.6 Profilage de la réflexion sismique340
D.7 La gravité terrestre340
Encadré D.1 Coup de projecteur sur...
La signification de l'accélération
342
D.8 Le champ magnétique terrestre revisité344
Chapitre 11
Rochers à pic, fissures et froissements : la déformation de la croûte et la formation des montagnes348
11.1 Introduction349
11.2 La déformation des roches de la croûte terrestre350
11.3 Les diaclases et les veines : des fissures naturelles dans les roches355
Encadré 11.1 Coup de projecteur sur...
Décrire l'orientation des structures géologiques
356
11.4 Les failles : des surfaces de glissement357
11.5 Les plis et les foliations362
11.6 Les causes de la formation des montagnes368
11.7 Surrection et formation de la topographie montagneuse370
Géologie en un coup d'oeil
La collision de l'Inde avec l'Asie
372-373
11.8 Les bassins et les dômes des cratons377
11.9 L'histoire de la vie d'une chaîne de montagnes : Étude de cas379
11.10 Mesure de la progression de la formation des montagnes380
Résumé du chapitre381
Partie IV
L'Histoire avant l'histoire
Interlude E
Des souvenirs de la vie passée : les fossiles et l'évolution386
E.1 La découverte des fossiles386
E.2 La fossilisation386
E.3 Classification du monde vivant392
E.4 Classification des fossiles393
E.5 Archives fossiles395
E.6 Évolution et extinction396
Chapitre 12
Les profondeurs du temps : ancien, ça veut dire quoi ?399
12.1 Introduction400
12.2 Le concept de temps géologique400
Encadré 12.1 Coup de projecteur sur...
Le temps : une obsession humaine
401
12.3 Les principes physiques de définition de l'âge relatif402
12.4 Les discordances : des lacunes dans les archives407
12.5 Les formations stratigraphiques et leur corrélation410
12.6 L'échelle géologique413
12.7 Comment détermine-t-on l'âge numérique ?415
Géologie en un coup d'oeil
Les archives au sein des roches : Reconstitution de l'histoire géologique
418-419
Encadré 12.2 Coup de projecteur sur...
La datation au carbone-14
420
12.8 Comment peut-on attribuer des âges numériques à l'échelle géologique ?423
12.9 Quel est l'âge de la Terre ?424
Résumé du chapitre427
Chapitre 13
Une biographie de la Terre430
13.1 Introduction431
13.2 Les méthodes d'étude du passé432
13.3 L'Éon Hadéen : l'enfer sur Terre ?434
13.4 L'Éon Archéen : la naissance des continents et l'apparition de la vie435
13.5 L'Éon Protérozoïque : la transition vers le monde moderne438
Encadré 13.1 Coup de projecteur sur...
L'évolution de l'oxygène atmosphérique
442
3.6 L'Éon Phanérozoïque : la diversification de la vie et la forme actuelle des continents443
13.7 L'Ère Paléozoïque : de Rodinia à la Pangée443
Encadré 13.2 Coup de projecteur sur...
Les séquences stratigraphiques et les variations du niveau de la mer
446
13.8 L'Ère Mésozoïque : quand les dinosaures régnaient450
13.9 L'Ère Cénozoïque : la dernière ligne droite jusqu'au présent456
Résumé du chapitre459
Géologie en un coup d'oeil
L'évolution de la Terre
460-461
Partie V
Les ressources terrestres
Chapitre 14
Le trésor caché des pierres : les ressources énergétiques466
14.1 Introduction467
14.2 Les sources d'énergie du Système Terre468
14.3 Le pétrole et le gaz469
14.4 L'exploration et la production du pétrole473
Encadré 14.1 Coup de projecteur sur...
Les types de pièges à pétrole et à gaz
474
Encadré 14.2 Coup de projecteur sur...
Le puits de Spindletop
478
14.5 Les réserves alternatives d'hydrocarbures480
Encadré 14.3 Coup de projecteur sur...
Le gaz de schiste de Marcellus
481
14.7 L'énergie nucléaire487
14.8 Les autres sources d'énergie489
14.9 Les choix et les problèmes énergétiques493
Géologie en un coup d'oeil
L'énergie sur Terre
496-497
Résumé du chapitre495
Encadré 14.4 Coup de projecteur sur...
Les forages offshore et la catastrophe de Deepwater Horizon
498
Chapitre 15
Les richesses des roches : les ressources minérales502
15.1 Introduction503
15.2 Les métaux et leur découverte503
15.3 Les minerais, les minéraux et les gisements506
15.4 L'exploration des minerais et la production des minéraux511
15.5 Les ressources minérales non-métalliques513
Encadré 15.1 Coup de projecteur sur...
L'incroyable sauvetage de 2010, dans une mine chilienne
514
Encadré 15.2 Coup de projecteur sur...
Les trottoirs de New York
516
15.6 Les besoins en minéraux dans le monde517
Géologie en un coup d'oeil
La formation et le traitement des ressources minérales de la Terre
518-519
Résumé du chapitre522
Partie VI
Processus et problèmes à la surface terrestre
Interlude F
Les paysages en changement perpétuel et le cycle hydrologique526
F.1 Introduction527
F.2 Le modelage de la surface terrestre528
F.3 Les facteurs de contrôle du développement des paysages529
Encadré F.1 Coup de projecteur sur...
Les cartes et les profils topographiques
530
F.4 Le cycle hydrologique531
F.5 Les paysages sur d'autres planètes533
Encadré F.2 Coup de projecteur sur...
Y a-t-il de l'eau sur Mars ?
535
Géologie en un coup d'oeil
Le cycle hydrologique
536-537
Chapitre 16
Les dangers du sol : les glissements de terrain et les autres mouvements de transport en masse540
16.1 Introduction541
16.2 Les types de mouvements de transport en masse542
Encadré 16.1 Coup de projecteur sur...
Ce qui s'élève doit finir par redescendre546
16.3 Pourquoi les mouvements de transport en masse se produisent-ils ?551
Encadré 16.2 Coup de projecteur sur...
Le glissement de Storegga et les tsunamis en Mer du Nord
552
Géologie en un coup d'oeil
Les mouvements de transport en masse
558-559
16.4 Où les mouvements de transport en masse se produisent-ils ?560
16.5 Comment se protéger contre les catastrophes liées aux mouvements de transport en masse ?561
Résumé du chapitre565
Chapitre 17
Les cours d'eau et les inondations : la géologie des eaux courantes568
17.1 Introduction569
17.2 Le drainage des terres570
17.3 La description de l'écoulement des rivières : le débit et la turbulence574
17.4 L'action des eaux courantes576
17.5 Comment les cours d'eau évoluent-ils de l'amont à l'aval ?579
17.6 Les cours d'eau et leurs dépôts dans le paysage580
17.7 L'évolution du drainage590
17.8 Des eaux en furie593
Géologie en un coup d'oeil
Les systèmes fluviaux
594-595
Encadré 17.1 Coup de projecteur sur...
Calculer la menace que représentent les inondations
602
17.9 Les rivières sont-elles des ressources en voie d'extinction ?603
Résumé du chapitre605
Chapitre 18
Un domaine agité : les océans et les littoraux608
18.1 Introduction609
18.2 Les paysages du fond des mers610
18.3 L'eau et les courants de l'océan614
Encadré 18.1 Coup de projecteur sur...
La force de Coriolis
618
18.4 La marée monte... puis descend620
Encadré 18.2 Coup de projecteur sur...
Les forces à l'origine des marées
622
18.5 L'action des vagues624
18.6 À l'interface entre les terres et la mer : Les formes du relief côtier627
18.7 Les habitats naturels littoraux634
18.8 Les causes de la variabilité côtière636
Géologie en un coup d'oeil
Les océans et les côtes638-639
18.9 Les problèmes côtiers et leurs solutions640
Résumé du chapitre643
Chapitre 19
Des réserves cachées : les eaux souterraines646
19.1 Introduction647
19.2 Où résident les eaux souterraines ?648
19.3 L'eau souterraine et la nappe phréatique652
19.4 L'écoulement de l'eau souterraine654
19.5 L'exploitation de l'eau souterraine657
Encadré 19.1 Coup de projecteur sur...
Les oasis
660
19.6 Les sources chaudes et les geysers661
19.7 Les problèmes liés à l'utilisation de l'eau souterraine663
19.8 Les grottes et le karst, le paradis des spéléologues670
Géologie en un coup d'oeil
Les grottes et les paysages karstiques
672-673
Résumé du chapitre676
Chapitre 20
Une enveloppe de gaz : l'atmosphère terrestre et le climat679
20.1 Introduction680
20.2 La formation de l'atmosphère680
20.3 L'atmosphère en perspective682
Encadré 20.1 Coup de projecteur sur...
Pourquoi le ciel est-il bleu ?
684
20.4 Le vent et la circulation globale dans l'atmosphère687
Encadré 20.2 Coup de projecteur sur...
L'inclinaison de la Terre : la cause des saisons
690
20.5 La météo et ses causes693
20.6 Les tempêtes et les orages : la furie de la nature699
20.7 Le climat global707
Encadré 20.3 Coup de projecteur sur...
L'Ouragan Katrina !
708
Résumé du chapitre713
Chapitre 21
Les régions arides : la géologie des déserts716
21.1 Introduction717
21.2 La nature et la localisation des déserts717
21.3 La météorisation et les processus d'érosion dans les déserts720
21.4 Les environnements de dépôt dans les déserts725
21.5 Les paysages désertiques et les formes de vie dans les déserts727
Encadré 21.1 Coup de projecteur sur...
Uluru (Ayers Rock)
731
Géologie en un coup d'oeil
Le domaine désertique
732-733
21.6 Les problèmes qui surviennent dans le désert736
Résumé du chapitre740
Chapitre 22
Les secrets de la glace : les glaciers et les glaciations742
22.1 Introduction743
22.2 La glace et la nature des glaciers744
Encadré 22.1 Coup de projecteur sur...
Les calottes glaciaires polaires sur Mars
748
22.3 L'érosion et le transport glaciaires755
22.4 Les dépôts associés aux glaciations759
Géologie en un coup d'oeil
Les glaciers et les formes du relief glaciaire
764-765
22.5 Les autres conséquences des glaciations continentales766
22.6 Les environnements périglaciaires770
22.7 La glaciation du Pléistocène771
Encadré 22.2 Coup de projecteur sur...
Alors comme ça, vous voulez voir une glaciation ?
772
22.8 Les causes des glaciations776
Résumé du chapitre781
Chapitre 23
Le changement global au sein du Système Terre784
23.1 Introduction785
Géologie en un coup d'oeil
Le Système Terre
786-787
23.2 Les changements unidirectionnels788
23.3 Les cycles physiques790
23.4 Les cycles biogéochimiques792
23.5 Le changement du climat globale793
Encadré 23-1 Coup de projecteur sur...
Le changement climatique global et la naissance des légendes
798
Encadré 23.2 Coup de projecteur sur...
Une planète juste comme il faut
800
23.6 L'impact humain sur le Système Terre805
23.7 L'avenir de la Terre : un scénario possible816
Résumé du chapitre818
Cartes et graphiques supplémentaires ¤ A-1
Voyez par vous-même ¤ V-1
Glossaire ¤ G-1
Crédits photographiques ¤ C-1
Index ¤ I-1