Tectonique des plaques : diapo (soyez patient 8,4Mo)

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  • Thme 1B

    La tectonique des plaques

  • Au tout dbut du 20e sicle ...

    Le modle fixiste est une reprsentation de base, largement

    admise et qui n'a pas besoin de dmonstration (paradigme).

    Les fonds ocaniques sont en grande partie inconnus car

    inaccessibles.

    L'ide d'isthmes ou de ponts continentaux qui auraient permis

    une continuit terrestre, aujourd'hui disparue suite leur

    effondrement et leur submersion, est une ide qui parait

    vraisemblable :

    - les travaux de percement des isthmes intercontinentaux : Panama

    (1882-1914) et de Suez (1859-1869) sont dans toutes les mmoires

    - le mythe de l'Atlantide, dcrit par Platon (400 avant J. -C.) puis

    repris par Buffon au XVIIIe sicle, fait l'objet de publications.

  • Alfred Wegener (1880-1930) est le premier scientifique aprsenter de manire argumente la possibilit descontinents se dplacer.

    Il prsente la thorie de la drive des continents en 1912dans un contexte scientifique o les ocans sont formspar effondrement des continents

    Daprs Suess, la contraction thermique de la Terre aurait entrain unediminution de volume et donc de sa surface ; ce qui aurait t lorigine deschaines de montagnes et les ocans.

    Daprs livre de

    4me 1925, Boulet.

    Site plane-terre

  • Comment Wegener a labor sa thorie dans un tel contexte ?

    I. Llaboration de la thorie de la drive des continents (1912 1930)

    La premire observation lorigine de cette thorie est la complmentarit des ctes.

    les tracs des ctes atlantique "s'emboitent et suggre que les continents sontdiffrents morceaux d'un mme bloc qui se serait spars, la manire de picesd'un puzzle. Concidence ?

    Daprs Google

    Earth

    1. La naissance dune ide : la drive des continents

  • En effet, diffrents arguments, dorigine palontologique, paloclimatique etptrographique, permettent de conforter cette ide mobiliste.

    Wegener montre que cest plus quune concidence en apportant de nombreuses informations impliquant une mobilit des continents.

    Daprs Site planet-terre (ENS Lyon)

    Daprs Belin 2011

    Argument ptrographique : Concordancedes formations rocheuses les plusanciennes

    Argument palontologique : Rpartition desmmes fossiles sur les diffrents continents

  • Argument paloclimatique : concordance des vestiges glaciaires

    Daprs Site planet-terre (ENS Lyon)

    Lensemble de ces concordances impose des liaisons continentales passes.

    Daprs Site planet-terre (ENS Lyon)

  • Ces nombreux arguments mettent en vidence le dplacement pass descontinents. Comment ce dplacement est-il possible ?

    Wegener propose que les continents, aujourdhui spars, furent regroups enun supercontinent (La Pange) qui sest fractur en blocs continentaux ayantdrivs jusqu leur position actuelle.

    Daprs Wegener. Site planet-terre (ENS Lyon)

  • Ces nombreux arguments mettent en vidence le dplacement pass descontinents. Comment se dplacement est-il possible ?

    Deux observations scientifiques ont permis Wegener de penser la mobilitcontinentale possible :

    - Le rquilibrage verticale des continents ou isostasie

    Daprs Belin

    2011

    Lrosion dune chane de montagnesentraine une remonte de la racinecrustale.

    Pour Wegener, sil y a des mouvementsverticaux (isostasie), il peut y a avoir desmouvements horizontaux.

    Ces mouvements horizontaux impliquent une nature diffrente des continents et dufonds des ocans

  • - La rpartition bimodale des altitudes

    Daprs Wegener. Site planet-terre (ENS Lyon)

    Une rpartition des altitudes detype alatoire implique une seule etunique couche formant la croteterrestre

    Un maximum daltitudes au niveaudes continents

    et un autre au niveau des ocans.

    Pour Wegener, la rpartition bimodale des altitudes la surface de la Terre suggreune composition diffrente des continents et des ocans. Les continents plus lgersreposeraient sur le fonds des ocans plus denses. Cette organisation de la crotepermettrait des mouvements verticaux (isostasie) rendrait possible des mouvementshorizontaux.

  • Les continents plus lgers (SIAL) reposeraient sur le fonds des ocans plus denses(SIMA).

    Cette organisation de la crote permettrait des mouvements verticaux (isostasie)rendrait possible des mouvements horizontaux.

    Daprs Nathan 2011)

    Les dfenseurs de la thorie fixiste, en utilisant ces mmes donnes, proposaient unethorie contradictoirece ntait pas, pour autant, gagn pour Wegener

    Effondrement duSIAL lger sur leSIMA plus dense !!

  • Depuis l'Antiquit il est admis que les continents ont toujours exist dans leurs positions actuelles. Au dbut du XXe sicle la plupart des gologues pensent que les ocans sont la consquence de l'affaissement de la surface continentale et que les chanes de montagnes rsultent, elles aussi, de mouvements principalement verticaux. Ce modle explicatif fixistepermet de rendre compte des faits observs en milieu continental (les ocans tant inaccessibles).

  • Les premires ides voquant la mobilit horizontale sappuient sur quelques constatations.- La concordance du trac des ctes (de part et d'autre de l'ocan Atlantique

    notamment) suggre qu'elles proviennent de la fragmentation d'un bloc continental unique.- La distribution gographique des structures gologiques (chanes de

    montagnes), des paloclimats et de certains fossiles montre une continuit si on rassemble les continents comme le suggre le trac des ctes.

  • La distribution bimodale des altitudesmontre que l'altitude moyenne des continents (environ 100 m) se distingue nettement de la profondeur moyenne des ocans (environ - 4700 m). Cela rvle que les continents sont des structures permanentes et que les fonds ocaniquessont de nature diffrente.

  • Ces observations conduisent Alfred Wegener proposer l'hypothse selon laquelle un supercontinent, la Pange, se serait fragment entranant une drive des continents issus de cette fragmentation. Dans ce modle les continents sont ports par une couche de nature diffrente (plus dense) qui constitue aussi les fonds ocaniques et sur laquelle ils drivent(comme des icebergs flottant sur l'eau qui les

    baigne).

  • 2. Les arguments lorigine du rejet de la thorie

    Le rejet se fait sur le moteur suppos de la mobilit.

    Wegener propose un rle important de larotation de la Terre et de leffet des maresdans le dplacement horizontal des massescontinentales.

    En 1924, H. Jeffreys s'oppose catgoriquement cettehypothse en soutenant que les forces envisages commemoteur sont bien trop faibles pour entrainer le dplacementdes continents.

    Par la proposition dun moteur insuffisant, cest toute la thorie de Wegener quiest rejete par la majorit des scientifiques de lpoque

    Daprs Bordas 2011

  • A. Holmes prsente en 1928 un mcanisme beaucoup plus satisfaisant en invoquantles courants de convection sous la surface terrestre, cependant cette hypothsenest pas suivie.

    Schma original d A. Holmesprsentant son ide de convectionsous la croute.

    Wegener naurait pas eu connaissance des travaux de HolmesWegener meurt en1930. Le mcanisme de convection propos par Holmes nest pas adopt.

  • Lide de mobilit horizontale de Wegener est alors vivement rejete parlensemble de la communaut scientifique.

    Il faudra attendre plus d'une quarantaine d'annes pour que lacommunaut scientifique accepte l'ide de Wegener et se mette larecherche du mcanisme lorigine de drive qui lui manquait (propospourtant par Holmes).

    Les travaux de Gutenberg, sur latrajectoire des ondes sismiques dans leglobe terrestre, ont montr quune trsgrande partie du globe tait solide ce quiallait lencontre de tout mouvement.

    p. 103

  • Lapport des donnes sismiques

    La sismologie permet dausculter la Terre interne

    La Terre a un rayon de prs de 6 500 km, mais aucune mthode ne permet de l'explorer directement plus de 12 km. Pour connatre sa structure interne on utilise des mthodes indirectes, comme l'tude des sismes (tremblements de terre), qui permettent de l'ausculter.

  • Les effets dun sisme

    Des roches soumises des tensions croissantes se dforment d'abord de faon lastique, puis il y a rupture en un point, le foyer ou hypocentre. partir de celui-ci se propagent des ondes sismiques (vibrations). Un rai sismique est une ligne perpendiculaire au front d'onde. L'picentre est le point de la surface qui est situ la verticale du foyer.

  • Un sismographe enregistre les ondes sismiques (P, S et de surface) sous forme de sismogramme

  • Les ondes P

    les ondes P sont des ondes de compression-dilatation (modle du ressort) qui se propagent en volume (qui traversent la Terre). Ce sont les ondes les plus rapides, qui se propagent dans tous les milieux. Leur vitesse croit avec la densit du milieu travers.

  • Les ondes S

    Les ondes sont des ondes de cisaillement (modle de la corde) qui se propagent aussi en volume, mais uniquement dans les solides (pas dans les liquides).

    Leur vitesse croit aussi avec la densit du milieu travers mais elles sont plus lentes que les ondes P (elles arrivent en retard au point de rception).

  • Les ondes de surface

    Les ondes de surface ne se propagent qu'en surface (modle de la houle). Bien que les plus lentes, elles ont une grande amplitude et un grand effet destructeur.

  • Une discontinuit qui spare la

    croute du manteau

    MEE par Milutin MILANKOVITCH

    La station OG08 (Isre, France), situe 58,6 km de l'picentre, enregistre un sismogramme classique avec des ondes Pg. la station SSB, (Bourg-Argental, Isre, France) situe plus loin de l'picentre (107 km), deux trains d'on