lithosphère, enveloppe externe du globe terrestre regroupant la croûte et la partie superficielle du manteau supérieur pour former une entité rocheuse, l’écorce terrestre, solide et rigide, épaisse de 70 km sous les océans et de 150 km sous les continents. Le terme « lithosphère » vient du grec lithos signifiant « pierre ».

Structure interne de la Terre

Selon les modèles actuels de la Terre, l’intérieur de notre planète, d’un rayon de 6 370 km, se décompose de l’extérieur vers l’intérieur en trois parties principales : la croûte, le manteau et le noyau central. Le manteau se décompose lui-même en deux parties : le manteau supérieur qui descend jusqu’à une profondeur de 670 km au-dessous de la surface, et le manteau inférieur allant jusqu’à 2 900 km de profondeur. La lithosphère, troisième composante de la biosphère terrestre incluant l’hydrosphère et l’atmosphère, est limitée en profondeur par l’asthénosphère, zone semi-fluide qui permet la dérive des continents.

L’interface de la croûte et du manteau supérieur est caractérisée par une discontinuité de la vitesse des ondes sismiques, dite discontinuité de Mohorovičić, ou plus simplement moho, traduisant un changement de la composition chimique des roches composant la lithosphère (basaltes, péridots). Le manteau supérieur est constitué de roches magmatiques, les péridotites, composées essentiellement de silicates de magnésium, de fer et de calcium (olivine et pyroxènes). La croûte océanique est composée de roches magmatiques volcaniques, principalement de basalte et de gabbro, alors que la croûte continentale est essentiellement granitique. La croûte océanique, dont la couche la plus âgée atteint 165 millions d’années, a une épaisseur de l’ordre de 6 km en moyenne ; elle est nulle au niveau des dorsales océaniques. L’âge moyen de la lithosphère océanique est estimé à 60 millions d’années, soit 1 p. 100 de l’âge de la Terre. L’épaisseur de la croûte continentale est plus grande (30 km sous les continents, et 70 km sous les montagnes) ; elle est également plus ancienne que la croûte océanique. Les continents sont âgés en moyenne de 1,3 milliard d’années et certaines roches continentales atteignent même 3,8 milliards d’années.

Selon la théorie de la tectonique des plaques, la lithosphère se fragmente en douze plaques lithosphériques semi-rigides distinctes. Leurs bordures sont des zones sismiques et volcaniques très intenses. Elles « flottent » et se déplacent sur l’asthénosphère (du grec asthenos signifiant « sans force »), couche dense et visqueuse, principalement composée de roches silicatées (voir isostasie). L’asthénosphère matérialise la limite visqueuse entre les deux structures rigides que sont la lithosphère et la mésosphère (à ne pas confondre avec la mésosphère atmosphérique) ; cette dernière inclut le reste du manteau supérieur et tout le manteau inférieur. La limite entre la lithosphère et l’asthénosphère, caractérisée par un ralentissement des ondes sismiques, décrit le franchissement d’un seuil en température correspondant à la fusion partielle des roches (1 à 2 p. 100). L’asthénosphère correspond à la zone dite LVZ (Low Velocity Zone : zone de faible vitesse).