Les couches de la Terre

Le centre de la Terre se trouve à 6371 km sous tes pieds, et la croûte rocheuse sur laquelle tu vis n’occupe qu’environ 35 km de cette épaisseur sous un continent.

Un œuf au jaune métallique

L’Institut d’études géologiques des États-Unis (USGS) compare la Terre à un œuf dur. La croûte correspond à la coquille : mince, rigide et facile à casser. Le manteau est le blanc, une épaisse couche de roche chaude. Le noyau est le jaune, sauf qu’il est constitué de métal, surtout de fer avec un peu de nickel, et comporte deux parties. La comparaison convient aussi aux proportions. Si la Terre était un œuf, sa croûte serait plus fine que la coquille.

Le modèle ci-dessus utilise les rayons réels. Le rayon de la Terre est de 6371 km. La croûte mesure environ 5 à 10 km d’épaisseur sous les océans et 25 à 70 km sous les continents : dans le modèle, elle forme donc une ligne à peine visible. En dessous, le manteau s’étend jusqu’à environ 2890 km de profondeur. Les sismologues le divisent vers 660 km de profondeur en manteau supérieur et manteau inférieur, car les minéraux se transforment et les ondes sismiques y accélèrent. Le noyau externe liquide s’étend de 2890 à environ 5150 km, et le noyau interne solide occupe les quelque 1220 km restants jusqu’au centre.

Plus chaud et plus dense en profondeur

La température augmente avec la profondeur. Le manuel de géologie de Steven Earle donne environ 1000 °C à la base de la croûte, 3500 °C à la base du manteau et 5000 °C au centre. Des expériences menées au synchrotron européen en 2013 ont situé la limite entre noyau interne et noyau externe vers 6000 °C, à 500 degrés près. Aucun forage n’approche ces profondeurs : ces valeurs viennent donc d’expériences de fusion et de modèles, et les études divergent de plusieurs centaines de degrés. Voilà pourquoi l’affichage donne des intervalles.

La chaleur seule ferait fondre une grande partie de la Terre profonde, mais la pression agit en sens inverse. Le manteau est assez chaud pour fondre s’il était en surface ; il reste pourtant solide à cause du poids des roches qui le surmontent. Il s’écoule tout de même très lentement, comme un glacier, à raison de quelques centimètres par an. Le noyau interne est encore plus chaud et lui aussi solide, pour la même raison. Seul le noyau externe, où l’équilibre est différent, est véritablement liquide. L’USGS indique qu’il est animé de mouvements lors de la rotation terrestre : ce métal en mouvement produit le champ magnétique de la Terre.

Les plaques ne se limitent pas à la croûte

On peut aussi découper l’enveloppe externe de la Terre selon le comportement des roches plutôt que selon leur composition. La croûte et la partie froide du sommet du manteau supérieur forment un ensemble rigide. Cette enveloppe, la lithosphère, mesure en moyenne au moins 80 km d’épaisseur et est fragmentée en plaques. En dessous se trouve l’asthénosphère, une zone plus chaude et moins résistante du manteau supérieur. Le manuel d’Earle précise qu’entre environ 100 et 250 km, la roche est très proche de sa température de fusion. Les plaques glissent sur cette couche déformable.