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Pour un article plus général voir Structure interne de la Terre L asthénosphère du grec ἀσθένης asthénes sans résistance
Asthénosphère
L'asthénosphère (du grec ἀσθένης (asthénes), sans résistance) est la partie ductile du manteau supérieur terrestre. Elle s'étend de la lithosphère jusqu'au manteau inférieur vers 700 km de profondeur. Les plaques lithosphériques reposent sur l'asthénosphère formée de roche solide, mais moins rigide.
Couches selon leur composition chimique : 1 = croûte de la Terre, 2 = manteau, 3 = noyau (3a = externe, 3b = interne). Couches selon leurs propriétés mécaniques : 4 = lithosphère, 5 = asthénosphère, 6 = noyau externe, 7 = noyau interne.
Ce concept apparaît à la fin des années 1960 avec la révolution de la tectonique des plaques en même temps que le concept de mésosphère. L'asthénosphère est comprise entre la lithosphère et la mésosphère. La profondeur de l'asthénosphère dépend donc directement de l'épaisseur de la lithosphère. Cette dernière varie entre environ 100 km sous les océans (quelques kilomètres au niveau des rifts océaniques) et environ 170 km sous les continents.
La distinction entre ces deux régions se faisant sur des critères de comportement mécanique des roches, le passage d'un domaine à l'autre est souvent défini en utilisant une isotherme. La valeur de cette isotherme suscite le débat dans la communauté scientifique. On pourra trouver 1300 K, soit un peu plus de 1 000 °C, ou 1 350 °C. À cette température la plupart des roches deviennent assez ductiles, ce qui permet aux lithosphères de se déplacer. La partie supérieure de l'asthénosphère est appelée zone à faible vitesse (souvent abrégée LVZ d'après l'anglais Low Velocity Zone).
Sa limite inférieure se situe entre 640 et 700 km, au niveau de la zone intermédiaire qui la sépare du manteau inférieur.
Elle est le siège de déformations plastiques associés à des mécanismes simultanés de glissements de dislocations (discontinuités dans la structure cristalline) et la migration d’ions et de lacunes, un processus nommé (en) ou auto-diffusion.
Elle est le siège également d'une convection, mais de nombreux arguments indiquent que cette convection présente une continuité au moins partielle avec la convection du manteau inférieur. On a imaginé que les mouvements de convections de l'asthénosphère étaient la cause du déplacement superficiel des plaques lithosphériques. Les propriétés ductiles de l'asthénosphère, entraînant un découplage mécanique avec la lithosphère, en font néanmoins un mauvais candidat pour cette mise en mouvement. On estime actuellement que le déplacement de la lithosphère et le déplacement de l'asthénosphère sont partie intégrante du système convectif mantellique, et aucun des deux ne saurait être considéré comme la cause de l'autre, si ce n'est à titre subsidiaire.
Composition
L'asthénosphère est composée de péridotite ductile (malléable) à plus de 1 300 °C à sa limite avec la lithosphère. Plus précisément, elle est composée de trois phases minérales silicatées (55 % d'olivine, 28 % de pyroxène, 17 % de grenat) ainsi, éventuellement, qu’une fraction fondue.
L'asthénosphère permet donc le phénomène de convection (déplacement de matière due à la chaleur).
Définition sismique
- La densité moyenne des roches augmente avec la profondeur pour passer de 3,4 à la limite supérieure de l'asthénosphère (avec la lithosphère) à 4 au niveau de sa limite inférieure (avec le manteau inférieur)..
- La vitesse des ondes sismiques P augmente également avec la profondeur. Elle est de 7,8 km/s au niveau de la lithosphère.
- La vitesse des ondes sismiques S passe de 4 km/s à 5,5 km/s. La vitesse des ondes sismiques dépend de la rigidité : plus la rigidité est importante plus les ondes sont rapides.
Référence
- Pacifique : le manteau terrestre nous livre un nouveau secret
- Isaks B., J. Oliver and L. R. Sykes (1992). Seismology and the new global tectonics. J. Geophys. Res., 73, 5855—5899.
- DOI 10.1016/j.epsl.2012.01.001
- Érosion thermique de la lithosphère
- François Savatier, « L'eau ne lubrifie pas le manteau terrestre », sur Pour la Science,
- Raymond Ferrandes, La chaleur de la terre. De l'origine de la chaleur à l'exploitation des gisements géothermiques, Ademe, , p. 47
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Auteur: www.NiNa.Az
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Pour un article plus general voir Structure interne de la Terre L asthenosphere du grec ἀs8enhs asthenes sans resistance est la partie ductile du manteau superieur terrestre Elle s etend de la lithosphere jusqu au manteau inferieur vers 700 km de profondeur Les plaques lithospheriques reposent sur l asthenosphere formee de roche solide mais moins rigide Structure interne de la Terre Couches selon leur composition chimique 1 croute de la Terre 2 manteau 3 noyau 3a externe 3b interne Couches selon leurs proprietes mecaniques 4 lithosphere 5 asthenosphere 6 noyau externe 7 noyau interne Ce concept apparait a la fin des annees 1960 avec la revolution de la tectonique des plaques en meme temps que le concept de mesosphere L asthenosphere est comprise entre la lithosphere et la mesosphere La profondeur de l asthenosphere depend donc directement de l epaisseur de la lithosphere Cette derniere varie entre environ 100 km sous les oceans quelques kilometres au niveau des rifts oceaniques et environ 170 km sous les continents La distinction entre ces deux regions se faisant sur des criteres de comportement mecanique des roches le passage d un domaine a l autre est souvent defini en utilisant une isotherme La valeur de cette isotherme suscite le debat dans la communaute scientifique On pourra trouver 1300 K soit un peu plus de 1 000 C ou 1 350 C A cette temperature la plupart des roches deviennent assez ductiles ce qui permet aux lithospheres de se deplacer La partie superieure de l asthenosphere est appelee zone a faible vitesse souvent abregee LVZ d apres l anglais Low Velocity Zone Sa limite inferieure se situe entre 640 et 700 km au niveau de la zone intermediaire qui la separe du manteau inferieur Elle est le siege de deformations plastiques associes a des mecanismes simultanes de glissements de dislocations discontinuites dans la structure cristalline et la migration d ions et de lacunes un processus nomme en ou auto diffusion Elle est le siege egalement d une convection mais de nombreux arguments indiquent que cette convection presente une continuite au moins partielle avec la convection du manteau inferieur On a imagine que les mouvements de convections de l asthenosphere etaient la cause du deplacement superficiel des plaques lithospheriques Les proprietes ductiles de l asthenosphere entrainant un decouplage mecanique avec la lithosphere en font neanmoins un mauvais candidat pour cette mise en mouvement On estime actuellement que le deplacement de la lithosphere et le deplacement de l asthenosphere sont partie integrante du systeme convectif mantellique et aucun des deux ne saurait etre considere comme la cause de l autre si ce n est a titre subsidiaire CompositionL asthenosphere est composee de peridotite ductile malleable a plus de 1 300 C a sa limite avec la lithosphere Plus precisement elle est composee de trois phases minerales silicatees 55 d olivine 28 de pyroxene 17 de grenat ainsi eventuellement qu une fraction fondue L asthenosphere permet donc le phenomene de convection deplacement de matiere due a la chaleur Definition sismiqueL asthenosphere dans le cadre du modele PREM La densite moyenne des roches augmente avec la profondeur pour passer de 3 4 a la limite superieure de l asthenosphere avec la lithosphere a 4 au niveau de sa limite inferieure avec le manteau inferieur La vitesse des ondes sismiques P augmente egalement avec la profondeur Elle est de 7 8 km s au niveau de la lithosphere La vitesse des ondes sismiques S passe de 4 km s a 5 5 km s La vitesse des ondes sismiques depend de la rigidite plus la rigidite est importante plus les ondes sont rapides ReferencePacifique le manteau terrestre nous livre un nouveau secret Isaks B J Oliver and L R Sykes 1992 Seismology and the new global tectonics J Geophys Res 73 5855 5899 DOI 10 1016 j epsl 2012 01 001 Erosion thermique de la lithosphere Francois Savatier L eau ne lubrifie pas le manteau terrestre sur Pour la Science 28 juin 2013 Raymond Ferrandes La chaleur de la terre De l origine de la chaleur a l exploitation des gisements geothermiques Ademe 1998 p 47 Portail de la geologie Portail de la geodesie et de la geophysique