La Terre, un système en mouvement

Exercice 1 — Structure interne de la Terre
Corrigé :
Q1 : De l'extérieur vers le centre : Croûte continentale (solide, 30–70 km), croûte océanique (solide, 7–10 km), manteau lithosphérique (solide, rigide, jusqu'à ~250 km), asthénosphère (ductile/plastique, 200–300 km), noyau externe (liquide, fer-nickel, ~2 200 km), noyau interne (solide, fer-nickel, rayon ~1 220 km). Chaque couche correctement nommée et état précisé = 2 pts.
Q2 : Les ondes sismiques changent de vitesse ou de direction aux interfaces entre milieux de propriétés différentes. (1) À la discontinuité de Moho, les ondes P accélèrent brutalement, révélant la transition croûte/manteau. (2) La non-propagation des ondes S au-delà d'une certaine profondeur a révélé que le noyau externe est liquide (zone d'ombre sismique). 1 pt par exemple correct.

Exercice 2 — Les frontières de plaques
Corrigé :
Q1 : (a) Frontière divergente (ex : dorsale médio-Atlantique). (b) Frontière convergente/subduction (ex : fosse des Andes, Japon). (c) Frontière convergente/collision (ex : Himalaya). (d) Frontière transformante (ex : faille de San Andreas). 0,5 pt × 4.
Q2 : Dorsales : laves basaltiques fluides, peu de gaz, éruptions calmes (effusives) — le magma mantellique arrive directement. Zones de subduction : laves visqueuses et riches en eau/gaz (libérés par la plaque qui plonge), éruptions explosives, nuées ardentes, projections de cendres. La différence vient de la composition et de la teneur en gaz du magma. 1 pt + 1 pt pour l'explication.
Q3 : La création de lithosphère aux dorsales (expansion) est exactement compensée par la destruction en subduction. La taille de la Terre reste donc constante. 1 pt.

Exercice 3 — Expansion des fonds océaniques — calcul
Corrigé :
Q1 : Chaque côté avance à 15/2 = 7,5 cm/an. Âge = distance / vitesse = 1 200 km / (7,5 cm/an) = 1 200 × 10⁵ cm / 7,5 cm/an = 1,6 × 10⁷ ans = 16 Ma. (Calcul avec unités cohérentes requis pour les 2 pts ; réponse seule = 1 pt.)
Q2 : Distance = vitesse × temps. Vitesse d'un côté = 5/2 = 2,5 cm/an. Distance = 2,5 cm/an × 180 × 10⁶ ans = 4,5 × 10⁸ cm = 4 500 km. Ces roches se situent donc à 4 500 km de leur dorsale d'origine. (Calcul correct 2 pts ; erreur unité ou facteur 2 = 1 pt.)

Exercice 4 — Sismologie et localisation d'un séisme
Corrigé :
Q1 : $\Delta t = d \left(\frac{1}{v_S} - \frac{1}{v_P}\right) = d \left(\frac{1}{4} - \frac{1}{6}\right) = d \times \frac{1}{12}$. Donc $d = \Delta t \times 12 = 40 \times 12 = 480$ km. La distance au foyer est de 480 km. (Calcul complet = 2 pts ; résultat seul = 1 pt.)
Q2 : Chaque station donne une distance au foyer (un cercle de rayon d autour de la station). Deux stations donnent deux points d'intersection possibles. Trois stations permettent de lever l'ambiguïté et de localiser le point unique d'intersection des trois cercles = l'épicentre. 1 pt.
Q3 : Magnitude : énergie totale libérée au foyer, mesurée sur l'échelle de Richter (logarithmique, sans unité). Intensité : effets ressentis en un lieu donné, mesurés sur l'échelle EMS-98 (de I à XII), varie selon la distance à l'épicentre. 0,5 pt chacun.

Exercice 5 — Isostasie
Corrigé :
Q1 : Par le principe d'Archimède, le bloc flotte si la poussée du manteau = le poids du bloc. Pour un bloc de section $S$, hauteur totale $H$, profondeur immergée $h$ : $\rho_m \times h \times S \times g = \rho_c \times H \times S \times g$, soit $h = H \times \frac{\rho_c}{\rho_m} = H \times \frac{2{,}7}{3{,}3} \approx 0{,}818 H$. Pour l'Himalaya : $h \approx 0{,}82 \times 78 \approx 64$ km immergée (racine crustale) et $78 - 64 \approx 14$ km au-dessus du manteau. Cela correspond bien à une altitude maximale d'environ 8–9 km au-dessus du niveau de base. 1 pt raisonnement + 1 pt application.
Q2 : La Scandinavie (Fennoscandie) remonte encore de 0,5 à 1 cm/an depuis la fonte des glaciers wurmiens il y a ~10 000 ans. La Finlande et la Suède voient leur territoire s'élever progressivement. 1 pt.