La Terre est constituée de trois couches principales : la croûte, le manteau et le noyau (figure 3.4). Le noyau représente près de la moitié du rayon de la Terre, mais il ne représente que 16,1 % du volume de la Terre. La majeure partie du volume de la Terre (82,5 %) est constituée par son manteau, et seule une petite fraction (1,4 %) est constituée par sa croûte.

La couche la plus externe de la Terre, sa croûte, est rocheuse et rigide. Il existe deux types de croûte : la croûte continentale et la croûte océanique. La croûte continentale est plus épaisse et sa composition est principalement felsique, ce qui signifie qu’elle contient des minéraux plus riches en silice. Cette composition est importante car elle rend la croûte continentale moins dense que la croûte océanique.

La croûte océanique est plus mince, et de composition principalement mafique. Les roches mafiques contiennent des minéraux avec moins de silice, mais plus de fer et de magnésium. Les roches mafiques (et donc la croûte océanique) sont plus denses que les roches felsiques de la croûte continentale.

La croûte flotte sur le manteau. La croûte continentale flotte plus haut dans le manteau que la croûte océanique en raison de la densité plus faible de la croûte continentale. Une conséquence importante de la différence de densité est que si des plaques tectoniques arrivent à faire entrer en collision la croûte océanique et la croûte continentale, la plaque avec la croûte océanique sera forcée de descendre dans le manteau sous la plaque avec la croûte continentale.

Manteau

Le manteau est presque entièrement constitué de roche solide, mais il est en mouvement constant, s’écoulant très lentement. Il est de composition ultramafique, ce qui signifie qu’il contient encore plus de fer et de magnésium que les roches mafiques, et encore moins de silice. Bien que le manteau ait une composition chimique similaire dans son ensemble, il comporte des couches ayant des compositions minérales différentes et des propriétés physiques différentes. Il peut avoir des compositions minérales différentes tout en ayant la même composition chimique car l’augmentation de la pression dans les profondeurs du manteau entraîne une reconfiguration des structures minérales.

Les roches situées plus haut dans le manteau sont généralement composées de péridotite, une roche dominée par les minéraux olivine et pyroxène. La roche des Tablelands de la figure 3.2 est un type de péridotite. Plus bas dans le manteau, des pressions extrêmes transforment les minéraux et créent des roches comme l’éclogite (figure 3.5), qui contient des grenats.

Lithosphère

La lithosphère ne peut pas être classée proprement comme croûte ou manteau, car elle est constituée des deux. Elle est formée de la croûte ainsi que de la couche supérieure du manteau qui est collée à la face inférieure de la croûte. Les plaques tectoniques sont des fragments de lithosphère.

Asthénosphère

Sous la lithosphère se trouve l’asthénosphère.D’infimes quantités de roches fondues dispersées dans l’asthénosphère, par ailleurs solide, rendent l’asthénosphère faible par rapport à la lithosphère. La faiblesse de l’asthénosphère est importante pour la tectonique des plaques car elle se déforme lorsque des fragments de lithosphère se déplacent sur et à travers elle. Sans une asthénosphère faible, les plaques seraient bloquées en place, incapables de se déplacer comme elles le font actuellement.

D »

La couche D » (dee double prime) est une couche mystérieuse qui commence environ 200 km au-dessus de la limite entre le noyau et le manteau. (Cette limite est appelée limite noyau-manteau.) Nous savons qu’elle existe grâce à la façon dont les ondes sismiques changent de vitesse lorsqu’elles la traversent, mais on ne sait pas exactement pourquoi elle est différente du reste du manteau. Une idée est que ce sont les minéraux qui subissent une autre transition dans cette région en raison des conditions de pression et de température, similaire à la transition entre le manteau supérieur et le manteau inférieur. D’autres idées sont que de petits bassins de fusion sont présents, ou que les différences de propriétés sismiques sont dues à des dalles de lithosphère subduites reposant sur la limite noyau-manteau.

Core

Le noyau est principalement composé de fer, avec des quantités moindres de nickel. Des éléments plus légers comme le soufre, l’oxygène ou le silicium peuvent également être présents. Le noyau est extrêmement chaud (~3500° à plus de 6000°C). Mais malgré le fait que la frontière entre le noyau interne et le noyau externe soit approximativement aussi chaude que la surface du soleil, seul le noyau externe est liquide. Le noyau interne est solide parce que la pression à cette profondeur est si élevée qu’elle empêche le noyau de fondre.