Lithosphère

Le terme lithosphère vient du grec ancien : λίθος (líthos, « pierre ») et de σφαῖρα (sphaîra, « balle, ballon, globe »)[1]^,[2]. Littéralement, le terme lithosphère signifie : le « globe de pierre ».

À l'intérieur de la lithosphère, la croûte terrestre est séparée du manteau supérieur par la discontinuité de Mohorovicic (plus communément appelée « Moho »), discontinuité marquée par une modification de la vitesse de propagation des ondes sismiques, correspondant à un changement drastique du matériau composant ces unités, à savoir : des roches ultramafiques pour le manteau lithosphérique, des roches de type basaltiques pour la croûte océanique, des roches de type granulitiques pour la croûte continentale inférieure, la croûte continentale supérieure étant elle de nature granitoïde.

La limite lithosphère-asthénosphère correspond à une limite rhéologique située à l'intérieur du manteau supérieur : de part et d'autre, ce sont les mêmes roches, de même composition chimique, mais du fait des variations de conditions physico-mécaniques, les comportements mécanique et thermique sont différents, passant, en remontant, d'une rhéologie de type fluide et un transport thermique advectif jusqu'au sommet de l'asthénosphère, à une rhéologie rigide et un transport thermique conductif à partir de la base de la lithosphère.

Pour les besoins des modélisations, la limite entre lithosphère et asthénosphère est généralement définie par l'isotherme à 1 300 °C.

Le passage croûte-manteau, lui, est plus superficiel (il se situe au cœur de la lithosphère), et correspond à un changement de composition chimique et de minéralogie des roches.

Le transfert de chaleur dans la lithosphère se fait par conduction thermique à l'opposé du transfert de chaleur par convection dans l'asthénosphère. Le gradient de température est plus élevé dans la lithosphère (entre 10 et 30 °C/km) que dans l'asthénosphère (0,3 °C/km)[3].

La transformation d'un manteau rigide dans la lithosphère, en un manteau plus déformable (ductile) dans l'asthénosphère, est responsable d'une diminution de la vitesse et d'une atténuation marquée des ondes sismiques P et S au niveau de la « low velocity zone ».

Les plaques composant la lithosphère sont animées de mouvements relatifs de divergence, de convergence ou décrochants (de coulissage).

Les mouvements de divergence traduisent un éloignement de deux plaques l'une par rapport à l'autre au niveau d'une dorsale ; la convergence, un rapprochement des deux plaques. La convergence peut être une subduction, une plaque passe au-dessous d'une autre. Il existe deux cas de subduction, une convergence d'une plaque continentale et océanique, avec formation d'une cordillère ou d'un arc insulaire. Dans le second cas la convergence se fait entre deux plaques océaniques avec création d'un arc insulaire ou d'un arc insulaire double et d'une mer marginale formé par le remplissage d'un bassin arrière-arc. Dans le cas de deux plaques continentales, les deux plaques entrent en collision avec un blocage local de la convergence ce qui donne naissance à une chaîne de collision.

La quantité de lithosphère à la surface de la Terre est toujours la même, les mouvements de convergence et de divergence se compensent.