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DESCRIPTION
La tectonique des La tectonique des plaques ?plaques ?
De quand date la tectonique De quand date la tectonique des plaques ?des plaques ?
Objectifs du coursObjectifs du cours• Identifier les observations décisives• Retracer le cheminement historique• Définir les éléments de la théorie• Discuter l’évolution des modèles
19201920 19601960 19701970
Histoire d’une théorieHistoire d’une théorie
• La dérive des continents (1930)• La convection (1930)• Paléomagnétisme (1950)• Expansion des fonds océaniques (1960)• Magnétisme des fonds océaniques• Sismologie• Tectonique des plaques(1970)• Mesures instantanées (1990)
La dérive des continentsLa dérive des continents
La dérive des continents
Symmétrie des côtesSymmétrie des côtes
La dérive des continents
Distribution des espècesDistribution des espèces
Les observations
La dérive des continents
Distribution des espècesDistribution des espèces
La dérive des continents
Relations pétrologiques et structuralesRelations pétrologiques et structurales
La dérive des continents
Mouvements latérauxMouvements latéraux
La dérive des continents
Climat passéClimat passé
• Isostasie : les roches océaniques sont différentes des roches continentales
• Les continents (sial) dérivent sur le manteau (sima)
• Forces motrices : isostasie sur un ellipsoïde et marées
La dérive des continents
Les mécanismesLe modèle de Wegener (1920)Le modèle de Wegener (1920)
La dérive des continents
La convection de Holmes (1930)La convection de Holmes (1930)
APW : hypothèse du dipôle terrestre
tg (Incl) = 2 cotg (colat)
La dérive des continents
Les “preuves”Principes du paléomagnétismePrincipes du paléomagnétisme
Age N. Amé
Europe
Tertiaire S 87,140 80,157
Tertiaire I 85,197 75,151
Crétacé 64,187 86,0
Jurassique 76,142 36,50
Trias 62,100 45,143
Permien 46,117 45,160
La dérive des continents
Dérive des pôles (1955)Dérive des pôles (1955)
L’expansion des fonds L’expansion des fonds océaniquesocéaniques
L’expansion des fonds océaniques
Topographie et âgeDistribution hypsométriqueDistribution hypsométrique
L’expansion des fonds océaniques
Distribution des âgesDistribution des âges
L’expansion des fonds océaniques
Distribution des seïsmes : des zones localiséesDistribution des seïsmes : des zones localisées
L’expansion des fonds océaniques
Séismes profonds : Séismes profonds : “plans” de Wadati-“plans” de Wadati-
BénioffBénioff
Failles transformantesConcept de Wilson Concept de Wilson
(1965)(1965)
L’expansion des fonds océaniques
Les différents types de failles transformantesLes différents types de failles transformantes
L’expansion des fonds océaniques
L’expansion des fonds océaniques
Les mécanismes au Les mécanismes au foyerfoyer
L’expansion des fonds océaniques
L’expansion des fonds océaniques
Magnétisme des fonds océaniquesDes anomalies mesurablesDes anomalies mesurables
L’expansion des fonds océaniques
Un modèle pour leur origineUn modèle pour leur origine
La théorieLa théorie
• Bloc crustal indéformable (élastique) = lithosphère
• Se déforme uniquement à ses frontières• Changement de forme : rides et subduction• Conservative : failles transformantes
La théorie Plaques et frontières de plaquesConcept de plaque (Morgan, 1968)Concept de plaque (Morgan, 1968)
Plaques
Théorème d’Eulergéométrie
Vitesses en tout point
Géométrie des frontières
Évolution Des frontières
HypothèseHypothèse
Règles géométriquesLe modèle géométriqueLe modèle géométrique : Le théorème d’Euler: Le théorème d’Euler
PrédictionsPrédictions
La théorie
Tout déplacement d’un bloc Tout déplacement d’un bloc rigide sur une sphère rigide sur une sphère
= = rotation autour d’un axe rotation autour d’un axe
(vitesse angulaire (vitesse angulaire ))
On peut prédire la vitesse en On peut prédire la vitesse en tout point à partir de 2 tout point à partir de 2
paramètres :paramètres : * Coordonnées du pôle* Coordonnées du pôle
* Vitesse angulaire* Vitesse angulaire
Le pôle de la rotation Le pôle de la rotation
(pôle d’Euler)(pôle d’Euler)
La théorie Le théorème d’EulerLe théorème d’Euler
Théorème d’Euler : Failles transformantes = Petits cercles dont le centre est sur l’axe du pôle d’Euler
Université de Liège
Comment trouver ces pôles ?Comment trouver ces pôles ? Utiliser les failles transformantes pour déterminer la position des pôles d’Euler
Faille Faille
transformantetransformante
pôle pôle
d’Eulerd’Euler
La théorie
UtiliserUtiliser (i) les anomalies (i) les anomalies
magnétiques magnétiques
(ii) la position du pôle (ii) la position du pôle
d’Eulerd’Euler on détermine la vitesse angulaireon détermine la vitesse angulaire
V V ==.d.d
dd
VV
Comment déterminer la vitesse angulaire ?Comment déterminer la vitesse angulaire ?
La théorie
Chaîne de l’Empereur (Hawaii)Chaîne de l’Empereur (Hawaii)
Mesurer des vitessesMesurer des vitesses
Points chauds = panaches profonds Points chauds = panaches profonds
Les points chauds
La théorie
Identifier les points chauds Identifier les points chauds un reférentiel un reférentiel absoluabsolu
La théorie
Quelles prédictions permet la théorie ?
Les vitesses en tout point (modèle NUVEL-1)Les vitesses en tout point (modèle NUVEL-1)
pôle d’Euler Antarctiquepôle d’Euler Antarctique
La théorie
Les vitesses en tout pointLes vitesses en tout point
La théorie
Evolution d’une jonction tripleEvolution d’une jonction triple
La théorie
Stabilité des jonctions triples
La théorie
Réflexions sur le Réflexions sur le modèlemodèle
Réflexions sur le modèle
GPS : PrincipesGPS : Principes
Confrontations aux mesures instantannées
Réflexions sur le modèle
Application à la CalifornieApplication à la Californie
Réflexions sur le modèle
Redéfinitions des frontières de plaquesRedéfinitions des frontières de plaques
Réflexions sur le modèle
Plaques et panachesPlaques et panaches
Tectonique des plaques et convection
Depuis quand « existe » la Depuis quand « existe » la tectonique des plaques?tectonique des plaques?
Réflexions sur le modèle
Et sur les autres Et sur les autres planètes?planètes?
Réflexions sur le modèle
