manteau (géologie), enveloppe interne de la Terre, comprise entre la croûte terrestre et le noyau.

Structure interne de la Terre

Les frontières du manteau se matérialisent par des discontinuités majeures de la vitesse des ondes sismiques se propageant au sein du globe terrestre. La première, nommée discontinuité de Mohorovičić, ou moho, est située à une dizaine de kilomètres sous les océans et à 50 km environ sous les continents (voir lithosphère). Elle traduit une modification de la composition minéralogique du globe ; le manteau est constitué de roches magmatiques, les péridotites, alors que la croûte est principalement composée de silicates de densité plus faible.

La seconde discontinuité, dite de « Gutenberg », est située à 2 900 km de profondeur et sépare le manteau du noyau terrestre. Elle traduit, d’une part, une modification de nature chimique, le noyau étant principalement constitué de fer et d’un alliage fer-nickel, et d’autre part, une transition de phase du matériel terrestre, passant d’une phase fluide (manteau) à une phase solide (partie supérieure du noyau).

À l’image du globe terrestre, le manteau est également hétérogène, comme le montre l’étude de la propagation des ondes sismiques. Selon la nature cristalline des péridotites constituant le manteau, on distingue le manteau supérieur, descendant jusqu’à une profondeur de 650 à 700 km (température de 1 500 à 1 800 °C), du manteau inférieur prolongeant le manteau supérieur jusqu’à la discontinuité de Gutenberg (température de 4 000 °C). Dans le manteau supérieur, les péridotites seraient sous la forme cristalline d’olivine et de minéraux de type spinelle, alors que dans le manteau inférieur, la structure minéralogique se densifierait, sous l’effet de la pression, en un matériel uniquement stable aux hautes pressions : la pérovskite associée à différents oxydes de fer, de magnésium et d’aluminium.

À cette hétérogénéité de type minéralogique se superpose une hétérogénéité des propriétés mécaniques du manteau, très importante dans l’étude de la tectonique des plaques. Celle-ci décompose le globe terrestre jusqu’au noyau en trois nouvelles zones distinctes : la lithosphère, structure rigide composée de la croûte terrestre et de la partie superficielle du manteau supérieur, l’asthénosphère, également nommée LVZ (Low Velocity Zone pour zone de faible vitesse sismique), de nature très visqueuse et plastique du fait de la fusion partielle des roches (1 à 2 p. 100 à une température située entre 1 000 et 1 200 °C) et la mésosphère (à ne pas confondre avec la mésosphère atmosphérique), structure rigide se prolongeant jusqu’à la discontinuité de Gutenberg. Selon la théorie de la tectonique des plaques, l’asthénosphère supporte douze plaques lithosphériques semi-rigides, soumises à des contraintes tectoniques permanentes, du fait des courants de convection animant l’asthénosphère.