Prochains cours23 avril, de 10:00 13:00 : cours sur le climat (1
classe inverse, 1 classe traditionnelle)
7 mai de 10:00 11:30 : prparation lexamen
Dossier scientifique :Vido en ligne le 6 avrilQCM en ligne :
semaine du 20 avril (crneau de 5h encore en discussion)
Continents et fonds ocaniquesPartie 1 : La tectonique des
plaques
Le Quizz dentre
Quelle observation a t utilise pour dmontrer la drive des
continents ?Les fossilesLa concordance des ctesLe palomagntisme des
roches continentalesLes traces danciens glaciers
La drive des continents pour Wegener estUne hypothseUne thorieUn
modleUn postulat
A quelle question tentaient de rpondre les gologues laube des
annes 60 ?Comment les continents bougent-ils ?Pourquoi les roches
vieilles sont en altitude ?Pourquoi les fonds marins sont-ils en
expansion ? Y-a-til des sismes en dessous de 600km ?
Les anomalies magntiques des fonds ocaniques reprsententUn champ
magntique contenu dans les rochesDes variations latrales du champ
dans le noyauDes inversions priodiques du champ terrestreDes
vitesses de production de crote ocanique variables
Les chanes de montagnes sontDes limites de plaquesDes limites de
plaques diffusesNe sont pas explicables par la tectonique des
plaques
Le ple dEuler estLe ple de rotation de la TerreLintersection de
la surface terrestre avec laxe de rotation de la TerreLintersection
de la surface terrestre avec laxe de rotation de la plaque
On peut calculer la vitesse angulaireSi on connat le ple
dEulerSi on connat la vitesse linaireSi on connat les deuxSi on
dispose de mesures GPS de la vitesse linaire
Lorigine des mouvements de surface se situeDans le noyauDans le
manteauDans la lithosphreDans les zones de subduction
La viscosit du manteau dpendDe la profondeurDe la pressionDe la
tempratureDes contraintesDe la quantit deau dans les rochesDe rien
de tout a
Faire des quipes et vous regrouper
Je rponds vos questions
Le Big Quizz
QuestionRponse 1Rponse 2Rponse 3Rponse 4Rponse 5
Expliquer faille transformante - Quizz
QuizzQuel est le sens de dplacement de ces failles
transformantes ?
a.b.Dorsale Dorsale Dorsale Subduction
QuizzQuel est le sens de dplacement de ces failles
transformantes ?
c.d.SubductionSubductionSubductionDorsale
Quizz
QuizzQuel est le sens de dplacement de ces failles
transformantes ?
a.b.
QuizzQuel est le sens de dplacement de ces failles
transformantes ?
c.d.
Quizz
Sens du mouvementDextreSnestre
Quizz
Wilson (1965)Transformantes tmoins de lexpansionNon
transformantesRides = marqueurs du dplacementFailleRides
ocaniquesFailleFaillesLes failles transformantes
Les failles transformantesMcanismes au foyerDtermine le type de
faille lorigine du sisme- orientation- nature convergente,
divergente ou coulissanteCf. TD !
Trouvez le ple de rotation
Les principes de la tectonique des plaquesLe modle gomtrique :
Le thorme dEulerPrdictions
Thorme dEuler : Failles transformantes = Petits cercles dont le
centre est sur laxe du ple dEulerUniversit de
Ligehttp://www.ulg.ac.be/geolsed/geol_gen/geol_gen.htmLes principes
de la tectonique des plaquesComment trouver ces ples ? Utiliser les
failles transformantes pour dterminer la position des ples
dEulerFaille transformante
Utiliser(i) les anomalies magntiques (ii) la position du ple
dEuler on dtermine la vitesse angulaireV = w.d wd VLes principes de
la tectonique des plaquesComment dterminer la vitesse angulaire
?
ple dEuler
Chaque groupe utilise lapplication exprimentale :
Geosciences3d.univ-lyon1.fr -> La dernire ressource
Installer la petit player Unity si vous ne lavez pas dj fait
Dterminer le ple dEuler du dplacement Amrique du Sud/Afrique
Dterminer la vitesse angulaire
Commenter la vido 3D en direct live
Ce quil faut retenirLa surface de la Terre bouge ~3cm/an (=
vitesse de croissance des ongles)On peut diviser la surface en un
puzzle lithosphrique = les plaquesLes mouvements doivent respecter
des rgles lmentaires de gomtrieLa thorie prdit la vitesse en tout
point du globe !La tectonique des plaques est une THEORIE. Elle est
donc simplificatrice et nexplique pas tout par essence
La drive des continents
http://geosciences3d.univ-lyon1.fr/resources.php#DER_CONT
La drive des continents
Symmtrie des ctes
La drive des continents
Distribution des espcesLes observations
La drive des continents
Relations ptrologiques et structurales
La drive des continents
Climat pass
La drive des continents
Mouvements latraux
Isostasie : les roches ocaniques sont diffrentes des roches
continentales Les continents (sial) drivent sur le manteau
(sima)Forces motrices : isostasie sur un ellipsode et maresLa drive
des continents
Les mcanismesLe modle de Wegener (1920)
La drive des continents
La convection de Holmes (1930)
APW : hypothse du diple terrestre tg (Incl) = 2 cotg (colat)La
drive des continents
Les preuvesPrincipes du palomagntisme
La drive des continents
Drive des ples (1955)
Lexpansion des fonds ocaniques
Lexpansion des fonds ocaniques
Topographie et geDistribution hypsomtrique
Lexpansion des fonds ocaniques
Distribution des ges
Lexpansion des fonds ocaniques
Distribution des sesmes : des zones localises
Lexpansion des fonds ocaniques
Sismes profonds : plans de Wadati-Bnioff
Failles transformantesConcept de Wilson (1965)Lexpansion des
fonds ocaniques
Les diffrents types de failles transformantesLexpansion des
fonds ocaniques
Lexpansion des fonds ocaniques
Les mcanismes au foyer
Lexpansion des fonds ocaniques
Lexpansion des fonds ocaniques
Lexpansion des fonds ocaniques
Magntisme des fonds ocaniquesDes anomalies mesurables
Lexpansion des fonds ocaniques
Un modle pour leur origine
La thorie
Bloc crustal indformable (lastique) = lithosphreSe dforme
uniquement ses frontiresChangement de forme : rides et
subductionConservative : failles transformantesLa thorie
Plaques et frontires de plaquesConcept de plaque (Morgan,
1968)
Rgles gomtriquesLe modle gomtrique : Le thorme
dEulerPrdictionsLa thorie
La thorie
http://geosciences3d.univ-lyon1.fr/resources.php#MVT_RIGIDE_SURFACE
La thorie
http://geosciences3d.univ-lyon1.fr/resources.php#TTQ_PLAQUE
Utiliser(i) les anomalies magntiques (ii) la position du ple
dEuler on dtermine la vitesse angulaireV =.ddVComment dterminer la
vitesse angulaire ?La thorie
http://lab3d.univ-lyon1.fr/Geology/app6/
Chane de lEmpereur (Hawaii)Mesurer des vitessesPoints chauds =
panaches profonds Les points chaudsLa thorie
Identifier les points chauds un refrentiel absoluLa thorie
Quelles prdictions permet la thorie ?Les vitesses en tout point
(modle NUVEL-1)ple dEuler AntarctiqueLa thorie
Les vitesses en tout pointLa thorie
Evolution dune jonction tripleLa thorie
Stabilit des jonctions triplesLa thorie
5
3
2
Claire L. Evans
Limites de la thorie
Limites de la thorie
Limites de la thorie
GPS : PrincipesConfrontations aux mesures instantannes
Application lAmrique du SudLimites de la thorie
Limites de la thorie
DynamiqueLimites de la thorie
Limites de la thorie
Limites de la thorie
Limites de la thorie
Limites de la thorie
Limites de la thorie
Limites de la thorie
Depuis quand existe la tectonique des plaques?Limites de la
thorie
Et sur les autres plantes?Limites de la thorie
**lorsque les plaques glissent latralement les unes contre les
autres le long de failles; ce type de limites permet d'accommoder
des diffrences de vitesses dans le dplacement des plaques les unes
par rapport aux autres *Un mcanisme au foyer permet de dterminer
quel type de faille est l'origine du sisme, l'orientation de cette
faille, ainsi que la direction de glissement des blocs sur cette
faille. Cela permet donc de savoir la nature convergente,
divergente ou coulissante du mouvement associ. On illustrera
d'abord le cas thorique d'une faille dcrochante telle que celle
montre sur la figure 1.1. La thorie des mcanismes au foyer utilise
les informations obtenues sur le premier mouvement reu la station.
Ainsi, la composante N-S d'un sismographe plac en A sera en
dilatation alors que pour une station en B, elle sera en
compression. **Le mouvement dun bloc pouvait tre dcrit par une
simple rotation entre sa position initiale et sa position finale,
rotation dfinie par un axe passant par le centre de la Terre (axe
eulrien) et une vitesse angulaire. Les failles transformantes
correspondaient des petits cercles centrs sur laxe eulrien. Pour
determiner laxe dEuler du mouvement dune plaque, il suffit
didentifier un petit cerble qui suit une faille transformante. En
ralisant ce travail sur plusieurs failles transformantes, il est
possible de dterminer au mieux la position du ple dEuler prcisment.
*La mme anne et indpendamment, Dan Mc Kenzie et Robert Parker
dvelopprent des ides analogues en introduisant le terme de plaque
et lanne suivant, Xavier Le Pichon, en fit une premire application.
Il divisa la surface du globe en 6 plaques lithosphriques dont il
dtermina les frontires partir de lactivit tectonique et calcula les
ples de rotation de leur mouvement relatif depuis 120 millions
dannes. Par la suite, ces mmes procds permirent par simple
fermeture des ocans de reconstruire les positions successives des
continents depuis 200 millions dannes. En 1968, Isaks, Jack Oliver
et Lynn Sykes parlrent de nouvelle tectonique globale en vrifiant
quelle tait conforme aux phnomnes sismiques, et Vine et Hess
introduisirent lexpression tectonique des plaques. *Les vitesses de
ces dplacements vont de presque rien plusieurs centimtres par an,
jusqu' 20 cm/an dans certaines rgions du Sud-Est asiatique
(Papouasie-Nouvelle Guine) et du Pacifique (Tonga-Kermadec) !
*Snider-Pelligrini : palontologie ; Taylor : gologie.Wegener a fait
une synthse dobservation pour proposer que les continents avaient t
tous runis en un seul : la Pange. Il sopposait aux ides de lpoque
qui considraient que les continents formaient toute la surface du
globe et staient effondrs avec le refroidissement de la Terre. Tous
les arguments de Wegener peuvent tre aussi repris dailleurs dans ce
cadre quasiment.Wegener proposait que la drive des continents
pouvait tre ralis grce des forces centrifuges qui repoussaient les
continents vers lquateur et la prcession astronomique (la variation
de laxe de rotation de la Terre) - les mares.******Cependant, la
science lpoque tait dj trs avance dans les domaines de la physique.
Sir Harold Jeffreys, qui notamment a travaill sur le noyau liquide,
demontrait que les forces voques par Wegener taient bien trop
faibles pour que les roches se dforment et que les continents
bougent. La thorie de Wegener comportait trop de faiblesses.
Certes, lide de drive des continents est la bonne, mais les forces
mises en jeu et les consquences ntaient pas adquates. **Cest lquipe
de Stanley Runcorn dans les annes 1950, qui a vraiment dmontr la
drive des continents avec des observations indpendantes de celles
utilises dans lhypothse de Wegener. Runcorn est un pionnier du
palomagntisme, lenregistrement du champ magntique pass dans les
roches.**************La mme anne et indpendamment, Dan Mc Kenzie et
Robert Parker dvelopprent des ides analogues en introduisant le
terme de plaque et lanne suivant, Xavier Le Pichon, en fit une
premire application. Il divisa la surface du globe en 6 plaques
lithosphriques dont il dtermina les frontires partir de lactivit
tectonique et calcula les ples de rotation de leur mouvement
relatif depuis 120 millions dannes. Par la suite, ces mmes procds
permirent par simple fermeture des ocans de reconstruire les
positions successives des continents depuis 200 millions dannes. En
1968, Isaks, Jack Oliver et Lynn Sykes parlrent de nouvelle
tectonique globale en vrifiant quelle tait conforme aux phnomnes
sismiques, et Vine et Hess introduisirent lexpression tectonique
des plaques. *Comme tout bouge la surface de la Terre, il est
ncessaire de dire par rapport quoi exactement on dfinit un
mouvement donn. On a constat qu'un certain nombre de volcans (en
gnral marins, les fameux points chauds !) ne bougeaient que trs
faiblement les uns par rapport aux autres : en gros, ils sont
stables et les plaques "dfilent" par dessus. **Les vitesses de ces
dplacements vont de presque rien plusieurs centimtres par an,
jusqu' 20 cm/an dans certaines rgion du Sud-Est asiatique
(Papouasie-Nouvelle Guine) et du Pacifique (Tonga-Kermadec) !
**This kind of image you see it in high school. The seafloor, the
continents, the tectonic plates.As a geologist, Id like to start
from reconstructing the evolution of the motion of continents and
of the seafloor back in time.***Remember: a model is there to fill
the holes. Can we do that with our model of convection in the
mantle?Here are the equations: linear but coupled. We use them for
a long time. But the rheology is complex and difficult to
implement.**
