Chapitre 6 : Tectonique des plaques 1 : dérive des ...sfa.univ- ?· résultats (séismes, volcans,…

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  • Chapitre 6 :

    Tectonique des plaques 1 : drive des continents et

    initiation au palomagntisme.

    - Cours et Figures dans rpertoire sur le BV : 2016-2017/Semestre1/UE Gosciences 1

    - Cours en ligne galement sur le site web du dpartement Gosciences de lUniversit de Poitiers dans le lien Ressources pdagogiques .

  • Chap. 6 : Tectonique des plaques 1 : drive des continents et initiation au palomagntisme.

    Questions choisies : - Quelles sont les plus grandes plaques lithosphriques, et en quoi consistent leurs limites ?- Comment peut-on connaitre la vitesse dexpansion des fonds ocaniques ?- Comment est enregistr le champ magntique terrestre ?- Quest ce quun point chaud ?

    Plan : Introduction : - La drive des continents de Wegener

    - Le moteur et ses critiques6.1. Identification des grandes plaques lithosphriques

    6.1.1 Les grandes plaques lithosphriques6.1.2 Gnralits sur les limites de plaques

    6.2. Le palomagntisme et le mouvement des plaques6.2.1 Le champ magntique terrestre et lenregistrement dans les roches (TD n6)6.2.2 Les variations temporelles du champ magntique terrestre6.2.3 Apport du palomagntisme la connaissance de la dynamique lithosphrique

    - drive des continents- expansion ocanique et taux associ (TD n6)

    6.2.4 Notions de mouvement des plaques ; mouvement actuel6.2.5 Causes du mouvement des plaques

    Ce quil faut connaitre : questions typiques

  • IntroductionLa drive des continents de Wegener

    - Ide de la mobilit des continents trs ancienne, mais cest A. Wegener en 1912 qui formule une thoriecomplte en utilisant diffrents indices bass sur lobservation :

    Morphologiques : similitude des lignes de rivage (Amrique du Sud / Afrique par exemple) Structuraux : continuit des grandes structures gologiques : exemple des chanes de montagnes

    constitues au palozoque (-500 -250 Ma) : chanes hercynienne et caldonienne Palontologiques : en tudiant des fossiles anciens de 250 Ma, on peut distinguer de grands groupes

    rpartis actuellement sur diffrents continents, ce qui nest pas le cas pour des fossiles plus jeunes

    Fig. 6.1 : Evidence morphologique/structurale (A) et palontologique (B) de la drive des continents. (Earths dynamic systems, Hamblinand Christiansen, Ed. Prentice Hall)

    A B

  • Climatiques : en tudiant des terrains du carbonifre ( - 300 Ma), on remarque une rpartitiongographique particulire :

    Des terrains houillers (charbon) qui traduisent des climats quatoriaux (chauds et humides) enAmrique du Nord, Europe et Nord-Est de lAsie (qui aujourd'hui se retrouvent danslhmisphre Nord)

    Des terrains glacires (tillites) que lon retrouve en Amrique du Sud, Afrique et Australie(aujourd'hui dans lhmisphre Sud)

    Evidence climatique de la drive des continents. (Earths dynamic systems, Hamblin and Christiansen, Ed. Prentice Hall)

  • Synthse des diffrents indices mis par Wegener pour justifier de la drive des continents - Reprsentation de la position des continents la fin de lre primaire (A) et actuellement (B). (web)

    A B

    - Wegener proposait donc qu la fin de lre primaire (-270 -250 Ma), les continents actuels taientregroups en un seul : La Pange, qui tait entoure dun unique ocan : la Panthalassa.

    - La Pange se serait fragmente ensuite en plusieurs blocs continentaux qui ont lentement drivs les unspar rapport aux autres.

  • - Le moteur et ses critiques

    - Wegener proposait que les continents, matriaux lgers, flottaient sur le fond des ocans, constitus dematriaux plus denses (voir cours isostasie) et quil drivaient par les forces de mare provoques par la rotation de la Terre.

    - A cause de ce moteur faux (calcul par Jeffreys), toute la thorie fut rejete, avant dtre reprise dans lesannes 1960 notamment par des donnes de gophysique (palomagntisme) et la dcouverte des dorsales et des zones desubduction.

    - Wegener avait raison : la Pange a bien existe la fin de lre primaire ( - 250 Ma).

  • 6.1. Identification des grandes plaques lithosphriques 6.1.1 Les grandes plaques lithosphriques

    - Si on tudie la localisation des volcans les plus actifs et les sismes les plus importants, on se rend compte queleur distribution dessine le contour de grandes plaques lithosphriques (pas des continents!).

    Carte mondiale des principaux volcans et sismes.(web)

    Une plaquelithosphrique(croute + manteausuprieur) nest ni uncontinent, ni unocan!!

  • - La plus grande plaque est la plaque Pacifique , et est constitue uniquement de croute ocanique.- Les autres plaques majeures comportent des croutes ocaniques et continentales.

    - Il existe 7 plaques majeures : Pacifique, Eurasienne, Amrique du Nord, Amrique du Sud, Afrique, Australie etAntarctique - Au moins 7 plaques plus petites : Nazca, Inde, Juan de Fuca, Philippines, Arabie, Cocos, Carabes.

    Fig. 6.2 : Principales plaques lithosphriques. (Earths dynamicsystems, Hamblin and Christiansen, Ed. Prentice Hall)

    Chaque plaque lithosphriqueest rigide (sauf ces frontires)et est en mouvementindpendamment des autres

  • 6.1.2 Gnralits sur les limites de plaques

    - Il existe 3 limites de plaques :

    les zones en divergence o les plaques sont cres : correspond aux dorsales, les zones en convergence : subduction (disparition de la lithosphre dans le manteau) et collision

    continentale, les failles transformantes, reliant des portions de dorsales, o les plaques coulissent les unes par

    rapport aux autres dans un mouvement horizontal cisaillant, sans convergence ni divergence.

    Fig. 6.3 : Les 3 types de limites de plaques. (Earthsdynamic systems, Hamblin and Christiansen, Ed. Prentice Hall)

    A ces 3 limites : de nombreux sismes

  • - zoom sur les plaques en divergence :

    Accumulation de chaleur sous une plaque continentale conduisant un bombement et une facturationde la lithosphre. Le magma sinfiltre dans les fissures (nombreuses failles normales) pour donner unvolcanisme continental.

    Fig. 6.4 : Limites de plaques en divergence. Sisme peu profonds et magmatisme basaltique. (Earths dynamic systems, Hamblin and Christiansen, Ed. Prentice Hall)

    Etirement de la lithosphre avec formation dun rift continental avec accumulation de sdiment dans ladpression.

    Une croute ocanique se forme au niveau de la dorsale (ancien rift) et formation dun ocan.

    La lithosphre continue de stirer et le rift senfonce sous le niveau de la mer, les eaux envahissent lavalle. Les deux lithosphres continentales sloignent les unes des autres.

  • - zoom sur les plaques en convergence:

    Si les plaques se forment au niveau des zones de divergence, elles disparaissent au niveau des zones de convergence (2plaques qui se rencontrent).

    La destruction de plaque se fait par l'enfoncement dans l'asthnosphre d'une plaque sous l'autre plaque ; lesrsultats (sismes, volcans, chanes de montagnes, dformations) diffrent selon la nature des plaques (ocaniques oucontinentales) qui entrent en collision.

    3 cas (dtail dans le chapitre n8) : 2 lithosphres ocaniques : cration de sries diles

    volcaniques sur le plancher ocanique (cas des Philippines).

    Fig. 6.5 : Limites de plaques en convergence. (Earths dynamic systems, Hamblin and Christiansen, Ed. Prentice Hall)

    2 lithosphres continentales : pas de subduction, cardensits des deux plaques trop proches. Soudure des 2plaques, fermeture de locan (cas de lHymalaya).

    Subduction dune lithosphre ocanique dense (d 3,2)sous une lithosphre continentale plus lgre (d 2,9) cration dun arc volcanique continental (cas des Andes).

  • - zoom sur les failles transformantes :

    Faille qui relie deux segments de dorsales et qui fait coulisser 2 plaques lune par rapport lautre, dans un mouvementpurement horizontal.

    Le terme transformante est utilis parce que le mouvement entre les deux plaques est chang ou transform cause du mouvement de chacune dentre elles : cest la zone de faille active (voir schma) ; zonedintense sismicit et volcanisme (ex : faille de San Andras entre la plaque Pacifique et la plaque Nord-Amricaine).

    Fig. 6.6 : Mouvement relatif de 2 plaques le long dune faille transformante reliant 2 portions de dorsales ocaniques. (Earths dynamic systems, Hamblin and Christiansen, Ed. Prentice Hall)

  • 6.2. Le palomagntisme et le mouvement des plaques6.2.1 Le champ magntique terrestre et lenregistrement dans les roches (TD n6)

    - Cest grce ltude du palomagntisme que la thorie de Wegener a t en partie confirme.

    Fig. 6.7 : Image simplifie du champ magntique actuel (web : Universit Paul Sabatier, Toulouse)

    - Le champ magntique terrestre a pour origine les courants de convection qui brassent la partie externe liquidedu noyau : le noyau peut donc tre considr comme une dynamo.

    - Le champ magntique terrestre peut tre assimil un diple magntique plac au centre de la Terre et avec unaxe inclin denviron 11 par rapport laxe de rotation de la Terre.

    - Les lignes de champ sortentpar le ple nordmagntique, situ prochedu ple gographique Sudet rentrent au ple sudmagntique, proche duple Nord gographique

    - Votre boussole indiquedonc le sud magntique !

    Origines du champ magntique terrestre :

  • Paramtres du champ magntique terrestre (TD n6) :

    Fig. 6.8 : Dfinitions de linclinaison et de la dclinaison du champ magntique terrestre (web : http://eric.lacouture.free.fr)

    En tout point du globe, le champ magntique est dfini par trois paramtres :

    - Il existe une relation simple entrelinclinaison et la latitude :

    tan(I)=2tan(L)

    Cette relation permet de fixer lapalolatitude dun point partir de lamesure de linclinaison fossilis dansles roches.

    Lintensit qui sexprime en nannotesla

    La dclinaison