Pour clairer quelques notions de gologie

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Pour éclairer quelques notions de géologie

• Roger Chalot et Philippe Martin 2007

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Foyer dun séisme

• Le foyer ou hypocentre est le lieu où se produit
  le premier ébranlement.
• Le foyer est le lieu où la contrainte a été
  relâchée provoquant une déformation.

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Contrainte 1

• En géologie on parle plus couramment de
  contraintes tectoniques que de forces
  tectoniques.
• Une contrainte est une pression orientée.
• Elle nest en général pas perpendiculaire à
  la surface sur laquelle elle sapplique.
• Elle se décompose en une composante
  perpendiculaire à la surface et une composante
  tangentielle ou de cisaillement comme pour un
  vecteur.

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Contrainte 2

• Les contraintes sont définies dans l'espace sous
  forme
• d'une sphère (cas de la Plithostatique
  s'exerçant sur une roche située loin d'une zone
  de déformation système de contraintes isotropes
  s1s2s3)
• ? nentraîne pas de déformation
• d'un ellipsoïde de contraintes (cas dune P
  s'exerçant sur une roche située dans une zone
  active en compression ou distension ou
  cisaillement s1gts2?s3)
• ? entraîne une déformation

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Séisme et faille

• Lors d'un séisme, il y a toujours déplacement
  relatif de deux blocs de roches, qu'il soit dû à
  un re-jeu ou à la naissance d'une faille.
• Cela se produit lorsque l'équilibre entre la
  résistance des roches et les contraintes
  tectoniques qui s'exerçaient sur elles est rompu
  ou lorsque lélasticité de ces roches est
  dépassée.

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Ondes sismiques 1

• Dans le globe terrestre, les ondes se propagent
  dans des milieux qui sont tous solides sauf le
  noyau externe.
• Les ondes P (compression - dilatation) se
  propagent dans tous les milieux, les ondes S
  (cisaillement) uniquement dans les solides.

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Ondes sismiques 2

• Une onde est la propagation dune perturbation
  produisant sur son passage une variation
  réversible des propriétés physiques locales ...
  c'est à dire une déformation.
• Elle transporte de l'énergie sans transporter de
  matière.
• Tout "ébranlement" dans le globe terrestre se
  déplace sous forme dondes.

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Ondes sismiques 3

• Les rédacteurs du programme ont fait le choix de
  ne pas dire les vibrations se propagent mais au
  contraire les déformations se propagent.
• Cela correspond à la définition dune onde qui
  est une déformation qui se propage (comme une
  vague de sillage par exemple).

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Magma et lave

• Le magma correspond à la partie de la matière en
  fusion qui n'a pas fait éruption ( qui n'est pas
  arrivée à la surface ou près de la surface).
• La lave correspond à la partie de la matière en
  fusion qui fait éruption
• (coulées, bouchons, lacs, projections ).

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Magma 1

• Le magma est de la matière minérale, de la roche
  silicatée (ou carbonatée) en fusion celle-ci
  est saturée d'éléments gazeux.
• Le magma se forme goutte par goutte par
  fusion partielle de roches solides.

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Magma 2

• Le drainage du magma conduit à des zones de
  stockage ou chambres magmatiques.
• Le magma y évolue en se différenciant.
• Il se refroidit et commence à cristalliser. Les
  premiers cristaux formés tombent au fond de la
  chambre ( cumulats), le liquide restant change
  de composition.

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Magma 3

• Lors de la cristallisation du magma, comme la
  fraction de liquide diminue et que la quantité de
  gaz contenu ne diminue pas ... le magma va se
  retrouver à un moment sursaturé en gaz et va
  bouillir cest une ébullition rétrograde.
• Les gaz séchappent c'est un des phénomènes à
  l'origine des éruptions et de l'injection des
  filons.

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Lave 1

• La lave est de la roche émise en fusion à létat
  liquide ou pâteux par les volcans et donnant en
  général des projections et/ou des coulées
  dextensions très variables.
• Laspect des coulées dépend de
• - La topographie
• - Le milieu de mise en place
• à lair libre scoriacées, cordées,
• sous leau hyaloclastites, pillows,
• - La viscosité ( T, composition chimique
  SiO2, richesse en volatils, )
• - La vitesse de refroidissement

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Lave 2

• Les projections sont des fragments de laves
  produits par lactivité explosive de certains
  cratères.
• Les granulométries vont des cendres (moins de
  2mm) aux blocs (plus de 64mm) en passant par les
  lapilli (2 mm à 64mm).
• Les blocs projetés peuvent prendre des formes
  particulières et portent alors le nom de bombes
  (volume allant du dm3 au m3) bombes fuselées
  (lave fluide qui a tournoyé au cours de sa
  trajectoire et retombe à létat quasi solide), en
  croûte de pain (retombée à létat visqueux), en
  bouse de vache (retombées à létat plastique)
  ...
• Le dégazage rend les projections vacuolaires ce
  qui leur vaut le nom de scories.
• Lors des explosions (nuées ardentes ou autres),
  ces éléments projetés sont qualifiés de
  pyroclastites en se soudant à chaud, elles
  forment des roches pyroclastiques.
• Les roches formées de lapilli et de cendres
  portent le nom de tufs, celles formées à partir
  des cendres sont des cinérites.

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Répartition des volcans

• Autour du Pacifique, les volcans ne sont pas
  toujours installés sur des continents.
• Le long du continent américain, les volcans se
  superposent aux chaînes de montagnes ou
  cordillères. De lautre côté du Pacifique, les
  reliefs sont moins élevés et les édifices
  volcaniques sont souvent en partie sous marins.
• Les volcans créent des reliefs ou se superposent
  à des reliefs déjà existants sur les continents.
• La tectonique des plaques permet de comprendre la
  répartition des volcans (et des séismes).
• ? Les volcans sont principalement associés aux
• - zones de subduction
• - grandes fractures du globe ou zones en
  extension (dorsales, rift africain, )

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Dorsale et rift

• Éviter de parler de rift à propos des dorsales
  car ce n'est pas le cas général. La dorsale
  Pacifique (dorsale rapide) n'a pas de rift, mais
  au contraire une crête dans sa zone axiale.
• Une dorsale lente a un rift.
• Une dorsale rapide na pas de rift.
• Le terme "Axe de la dorsale" est neutre et
  forcément juste.

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Microscope polarisant 1

• Les lames minces ont une épaisseur de 30 microns.
• Le polariseur est situé sous la lame.
• Le second polariseur ou analyseur doit être placé
  entre la lame et lil.
• Les deux polariseurs sont placés
  perpendiculairement lun à lautre de telle sorte
  quaucune lumière ne passe sans lame ou avec une
  lame de verre.
• ? Habituer les élèves à utiliser correctement le
  microscope polarisant.

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Microscope polarisant 2

• Observer alternativement avec la lumière
  simplement polarisée et la lumière polarisée et
  analysée.
• En LPNA Lumière Polarisée Non Analysée, on peut
  principalement distinguer les minéraux colorés,
  les minéraux non colorés, les minéraux opaques,
  les clivages, le relief, la texture

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Microscope polarisant 3

• En LPA Lumière Polarisée et Analysée, le
  travail se fait avec des polariseurs croisés.
• En LPA, la texture apparaît plus clairement.
• La teinte des cristaux observés est
  caractéristique du minéral et de sa composition.
• La teinte un critère didentification
• La rotation de la lame entre des polariseurs
  croisés ne fait pas varier la teinte mais
  lintensité lumineuse entre extinction et
  éclairement maximum.
• La rotation de lanalyseur souvent pratiquée à
  tort fait varier les teintes cest joli !! ...
  mais cela rend impossible lutilisation
  scientifique de ce critère pour identifier le
  minéral.

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Risques géologiques

• Bien que les risques miniers naient pas de
  rapport avec la géodynamique interne, ils sont
  responsables de fréquents séismes de faible
  magnitude dans notre région (voir
  http//renass.u-strasbg.fr/)
• - Pendant lexploitation, les risques sont
  surtout liés aux explosions (tirs de mines ou gaz
  prisonniers dans les roches ... Grisou ...).
• - Pendant et après lexploitation, les
  vides créés par lHomme (galeries ...)
  entraînent des effondrements dus aux relâchements
  de la pression lithostatique, à la circulation de
  leau, au vieillissement des boisages ...
• Les risques concernent aussi les glissements de
  terrain et les avalanches, inondations, etc ...,
  
• - Ces derniers risques sont bien plus
  fréquents que les éruptions volcaniques ou les
  séismes ravageurs.
• - Il serait dommage de passer encore à côté
  de ces risques trop rarement évoqués en classe.