La tectonique des plaques: histoire et arguments - En ?· 2014-06-24 · TD1 La tectonique des plaques:…

Embed Size (px)

Text of La tectonique des plaques: histoire et arguments - En ?· 2014-06-24 · TD1 La tectonique des...

  • TD1 La tectonique des plaques: histoire et arguments

    Lyce E. Delacroix 1re S

    Programme 2011

  • volution de la Terre

    Contemporains de Wegener: mouvements verticaux admis mais mouvements horizontaux en dbat, pourquoi?

    Vision fixiste de lvolution de notre plante. Initialement, boule de feu qui a refroidi. Ce refroidissement a induit par contraction thermique des bosses et des creux (do reliefs et plissements) la manire

    Opposition de Wegener: les continents (sial) flottent sur leur soubassement (sima) reprenant le principe de lisostasie dAiry et Pratt.

    Alfred Wegener (Bordas 1S Ed. 2011, p.90)

  • Un modle contractionniste (E. Suess)

    Eduard Suess (La Face de la Terre 1883):

    Mouvements verticaux et horizontaux (en pousse et en plissements) dont le moteur est

    la contraction thermique.

    La Terre en refroidissant depuis sa cration se ride

    http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/derive-continents-wegener.xml

  • Notion disostasie Ds 1851, lastronome royal Georges Airy, que lon

    connat surtout pour ses contributions la thorie de la diffraction en optique ondulatoire, avait tent dexpliquer pourquoi la masse de lHimalaya nattirait pas autant un pendule dans son voisinage quelle n'aurait d le faire. En introduisant lide dune crote continentale lgre, flottant sur un manteau plus lourd tel un iceberg, on en dduisait que tout relief positif important devait se trouver avoir des prolongements de plus en plus profonds, en fonction de son altitude au-dessus du niveau de la mer. Une chane de montagne devait donc avoir des racines plongeant dans le manteau.

    Ainsi, le champ de gravitation rsultant ntait plus celui dun simple relief pos sur une crote au dessus dun manteau homogne et les calculs reproduisaient assez bien les observations.

    Dautres modles, mais toujours bass sur le principe dArchimde, furent introduits, comme celui de Pratt. Dans celui-ci, il ny a plus de racines crustales mais cest la densit de la crote qui varie en fonction de la hauteur du relief.

    Le terme isostasie fut propos en 1889 par le gologue amricain Clarence Edward Dutton. Il est driv du mot grec isostasios, de iso (gal) et statikos (stable).

    http://www.af.ca/halifax/sciences/globallook.html#c7http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/physique-2/d/diffraction_1019/http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/geologie-2/d/croute-continentale_2492/http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/geologie-2/d/croute-continentale_2492/http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/geologie-2/d/manteau_2495/http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/geologie-2/d/croute_2491/http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/high-tech-1/d/iso_1227/

  • Wegener et la thorie de la drive des

    continents

    Reconstitution de la drive des

    continents selon Wegener

    Alfred Wegener (1880-1930)

    http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/objets/Images/derive-continents-wegener/derive-continents-wegener-fig05.gifhttp://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/objets/Images/derive-continents-wegener/derive-continents-wegener-fig05.gif

  • Les arguments de Wegener Le paralllisme des lignes ctires

    La rpartition de certains fossiles datant de 240 250 Ma

  • Arguments palontologiques de

    Wegener en faveur de la drive des

    continents

  • Les traces d'anciennes glaciations dans les zones actuellement tropicales

    La correspondance des structures gologiques.

  • La distribution bimodale des altitudes

    Bordas 1re S ed 2011, p.91

  • Selon Wegener les continents du sial

    reposent sur une couche plus dense, le

    sima

    http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/derive-continents-wegener.xml

    Vision des translations continentales

  • Les preuves manquantes

  • Les arguments avancs par Wegener en faveur dune drive des continents

    Arguments Observations Reste dmontrer

    Isostasie: Les continents flottent sur un support plus fluide

    Chercher le support sur lequel flottent les continents, vrifier ses proprits physiques

    Morphologique: Paralllisme des ctes

    Complmentarit des formes entre Amrique du Sud et lAfrique

    Ptrographique: Continuit des roches de type bouclier vieux de plus de 2 Ga

    Palontologique: Rpartition de fossiles de lre Primaire (-543 -250 Ma) sur les 2 continents

    Par principe dactualisme, sassurer quaucune migration possible pour les espces considres

    Paloclimatique: Dpts glaciaire de 250 ma disposition concordant avec lide dun seul continent (la Pange)

    Distribution bimodale des altitudes:

    Cette distribution bimodale suggre que la crote terrestre est constitue de 2 couches distinctes: lune ocanique et lautre continentale

    Raliser un chantillonnage des roches la surface du globe terrestre

  • Le moteur de la drive des continents

    propos par Wegener

    Bordas 1re S ed 2011, p.93

  • Les preuves manquantes

    Donnes fondamentales sur la structure interne de la Terre non connues lpoque

    => De nombreux dtracteurs.

  • Le rejet de la thorie

    de Wegener

    Lake, en 1922, : Wegener lui-mme n'aide pas son lecteur se faire

    un jugement impartial. Mme si son attitude a pu tre originale, dans son livre, il ne cherche pas la vrit, il dfend une cause, et il ferme les yeux devant chaque fait et chaque argument qui la contredit (in U. Marxin, Continental drift : Evolution of a concept, Washington, Smithsonian Institution Press, 1973, p. 83.)

    Et que se passe-t-il sur le fond des ocans et avant les 200 derniers millions dannes ? Wegener nen dit rien et ces deux lacunes ont certainement jou un grand rle dans le rejet de sa thorie.

  • Le chef de fil des ngateurs absolus est Harold Jeffreys (1891-1989). Il calcule que les forces

    supposes ont une amplitude 2,5.105 fois trop

    faible pour mouvoir et dformer les blocs

    continentaux et pour lui la thorie des

    translations est out of the question .

    Harold Jeffreys (1891-1989)

  • En 1930, lanne de la mort de Wegener, sa thorie est carte, soit parce qu'elle manque de solidit, soit parce qu'elle est trop perturbante..

    C'est un beau rve, le rve d'un grand pote. Mais

    essaye-t-on de l'treindre, on s'aperoit n'avoir dans les bras que de la vapeur, de la fume. Elle attire, elle intresse, elle amuse l'esprit, mais la solidit lui manque. (Pierre Termier, La Drive des continents, Monaco, 1924.)

    Si nous croyons l'hypothse de Wegener, nous devons oublier tout ce que nous avons appris dans les soixante-dix dernires annes et retourner sur les bancs de l'cole. (R. T. Chamberlin, Some of the objection to Wegener's Theory , in W. A. Van Waterschoot Van Der Gracht, Theory of continental drift : a symposium, Tulsa, American Asociation of the Petroleum Geologists, 1928, p. 87.)

  • Holmes et la thorie des mouvements de

    convection mantelliques: limportance de

    la radioactivit comme source de chaleur

    Arthur Holmes

    (1890-1965)

    Bordas 1re S ed 2011, p.93

  • Holmes et la thorie des mouvements de

    convection mantelliques

    Arthur Holmes

    (1890-1965)

    Nouvel argument:

    Matriaux du manteau surchauffs par radioactivit

    deviennent fluides do mouvements de convection

    Avance de la thorie:

    Convection mantellique entrane des fractures au

    niveau du plancher ocanique, et dans dautres

    rgions du globe il existe des zones o disparition

    de la crote, car le globe terrestre a un volume

    constant.

    Nouveau Problme : mettre en vidence des zones de

    cration de crote et dautres de disparition.

    Rechercher le comportement des enveloppes sous la

    crote, sagit-il rellement dune drive des

    continents?

  • Hess (1962) et lhypothse du double

    tapis roulant Les arguments = relevs bathymtriques

    Relief sous marin au niveau des dorsales : => cration de crote ocanique;

    Prsence de fosses ocaniques => disparition de la crote

    Avance de la thorie:Hyp du double tapis roulant : cration de co au niveau des dorsales et disparition au niveau des fosses ocaniques

    Pb: Comment montrer le dplacement de crote

    ocanique (lithosphre ocanique) ? dater lge des

    fonds ocaniques

  • Bathymtrie des fonds ocaniques

    Plancher ocanique_ bathymtrie_ge

  • Hess et lhypothse du

    double tapis roulant

    Le manteau terrestre tait

    anim de mouvements de

    convection : les dorsales

    mettaient en vidence les

    courants ascendants et les

    fosses ocaniques les courants

    descendants

    Harry Hammond Hess

    Modle de convection de Hess (1960)

  • Dautres arguments

    Lge des guyots dans le Pacifique

  • Dautres arguments Les anomalies du flux gothermique*:

    *Quantit de chaleur provenant des profondeurs de la Terre et

    traversant une surface donne en un temps donn (au sol en

    moy 0,05 W/m)

  • Matthews et Vine

    (1963): les anomalies

    magntiques

    Nouvel argument:

    Mise en vidence dune symtrie dans

    anomalies magntiques de part et dautre des

    dorsales

    Avance dans la thorie:

    Lexpansion de la lithosphre ocanique se fait

    bien au niveau des dorsales

    Dan Peter McKenzie, Drummond

    Hoyle Matthews, Frederick John Vine

  • Matthews et Vine (1963): les

    anomalies magntiques

  • Symtrie des anomalies magntiques

    de part et dautre de la dorsale