TD TECTONIQUE GLOBALE S3 Exercice 1: La structure du globe en surface L’énoncé ci-dessous indique l’évolution de la vitesse de propagation des ondes sismiques ainsi que l’évolution de la rigidité des roches des milieux traversés. 1. Indiquer comment varie la vitesse des ondes sismiques en dessous de la profondeur 150 Km. 2. Indiquer comment varie la rigidité des roches du milieu traversé en dessous de la profondeur 150 Km. 3. La lithosphère continentale correspond à la partie du globe constituée de roches plus rigides. Déterminer l’épaisseur de la lithosphère continentale. 4. Indiquer comment varie la vitesse des ondes sismiques quand la rigidité des roches du milieu traversé diminue. Exercice 2: Les ondes sismiques ne se propagent pas à la même vitesse dans toutes les roches du globe. Leur vitesse à différentes profondeurs a été calculée et l’on obtient le graphique suivant : 1/ Ecrire le titre de ce graphique. 2/ Indiquer la profondeur à laquelle on observe une brusque augmentation de la vitesse des ondes sismiques. 3/ Préciser de quelle valeur à quelle valeur passe cette vitesse à cette profondeur. 4/ Décrire comment varie la vitesse des ondes de 100 à 150 Km de profondeur. 5/ Sachant que l’asthénosphère est moins rigide que la lithosphère et que les ondes sismiques se propagent moins vite dans des roches moins rigides, indiquer la profondeur à laquelle on passe de la lithosphère à l’asthénosphère sur ce graphique. Exercice 3: La dérive des continents « Explorateur, astronome, météorologue, professeur de géophysique, adepte des vols en ballon dirigeable… la vie d’Alfred Wegener (1880-1930) ne manque pas d’aventures ! Mais c’est sa théorie sur la « dérive des continents » qui le rendit célèbre. Dans un livre paru en 1915, Wegener a émis l’hypothèse d’un déplacement des continents au cours des temps géologiques : c’est la dérive des continents. Il a imaginé que les continents étaient autrefois rassemblés en un seul, nommé la Pangée. Il a en effet remarqué que la côte Ouest de l’Afrique et la côte Est de l’Amérique du sud peuvent s’encastrer l’une dans l’autre, et que si on les rapproche Afrique et Amérique ne forment qu’un bloc. La répartition de fossiles d’animaux et de végétaux identiques de part et d’autre de l’Atlantique ajoute un argument à sa théorie : comment des animaux et des végétaux qui ne pouvaient pas nager auraient pu traverser un océan ! Wegener n’ayant pas trouvé d’explications pour le « moteur » de ces déplacements, sa théorie ne fut pas acceptée à son époque. Grâce aux outils d’aujourd’hui, tels que les données GPS, et grâce à une meilleure connaissance de l’activité interne du globe terrestre, nous pouvons démontrer que les plaques se déplacent à la surface de la Terre. La théorie de Wegener, bien qu’inexacte (ce ne sont pas les continents qui se déplacent mais les plaques) a donc servi de base pour établir le modèle de la tectonique des plaques. Les plaques ne se déplacent que de quelques centimètres par an…mais il faut multiplier ces déplacements par des millions d’années !» 1. Rechercher l’hypothèse émise par Wegener. 2. Rechercher le nom donné au bloc regroupant tous les continents. 3. Rechercher les arguments donnés par Wegener pour conforter son hypothèse. 4. Rechercher pourquoi son hypothèse n’a pas été retenue dans la première partie du 20 ème siècle. 5. Rechercher la vitesse de déplacement des plaques. Exercice 4 : Le dessin ci-dessous représente une coupe partielle du globe terrestre qui peut être le siège de phénomènes dynamiques, ayant des conséquences nombreuses. Après avoir soigneusement repris ce schéma sur ta copie : 1. Indique la lithosphère et l’asthénosphère. 2. Nomme les reliefs géologiques représentés par les lettres a, b et c. 3. Donne le nombre de plaques lithosphériques visibles et délimite-les par des traits horizontaux sur le schéma. 4. Indique par des flèches inscrites sur la lithosphère, le sens du mouvement de ces plaques. 5. Décris les conséquences du mouvement des plaques au niveau des reliefs a, b et c. Exercice 5 : 1. Repérer les phrases vraies (indiquer la lettre de la phrase et mettez VRAI devant) et corriger celles qui sont fausses. a. Les plaques lithosphériques sont immobiles à la surface de la Terre. b. La croûte continentale est constituée par du basalte, la croûte océanique par du granite. c. La lithosphère se forme au niveau des fosses océaniques. d. On trouve des fosses océaniques au niveau des zones d’écartement des plaques. e. L’énergie interne du globe provient de la chaleur produite par les éléments radioactifs présents dans la croûte. 2. Schéma à légender. Le schéma ci-dessous représente une coupe réalisée dans une zone superficielle de la Terre. a. Nommer les couches A, B, C, D et E. b. À quoi correspondent les zones a, b et c ? c. Sur ce schéma, indiquer, avec des flèches bleues, les plaques qui s'écartent et, avec des flèches rouges, celles qui se rapprochent. Placer des zones vertes pour signaler les régions volcaniques. Exercice 6 : 1. Sur la carte ci-dessous, indiquez avec des flèches légendées où se situent les basaltes les plus jeunes et les plus vieux. 2. Sur la carte, tracez l'emplacement de la dorsale océanique. 3. Précisez comment évolue l'âge des fonds océaniques de part et d'autre de la dorsale. 4. Précisez l’âge du début d’ouverture de l’Atlantique? A quel moment les plaques Africaine et Sud-américaine sont mises en évidence? 5. Dans l'Atlantique Sud, un forage distant de 190 km de la dorsale a donné des roches âgées de 10 millions d'années. Calculez la vitesse d'ouverture de l'océan en cm/an. Exercice 7 : Le tableau ci-dessous donne la profondeur des foyers des séismes enregistrés en allant de l'Ouest dans l'océan pacifique vers l'Est sur la cordillière des Andes. A l'Ouest se trouve la plaque Nazca. A l'Est se trouve la plaque Sud-américaine. 1. Sur le graphique, placer les profondeurs des foyers en fonction de la distance. --Echelle : en abscisses et en ordonnées 1 cm pour 100 km. 2. Représentez les plaques Nazca et Sud-américaines sur le graphique; 3. Précisez quel mouvement des deux plaques est ainsi mis en évidence. 4. Quel type de relief trouve-t-on vers le km 200? 5. Quel type de relief trouve-t-on vers le km 500? Exercice 8 : Le tableau suivant indique l'âge de la croûte océanique de l'Atlantique Sud en fonction de la distance à l'axe de la dorsale. a) Quelles roches constituent la croûte océanique ? b) Calculez la vitesse d'expansion de la croûte océanique dans l'Atlantique Sud vers l'ouest et vers l'est. Vous exprimerez votre résultat en cm/an. Exercice 9: Comment se répartissent les séismes à la surface de la Terre? Comment se répartissent les volcans actifs? Que peut-on conclure en comparant les deux? Dessiner les différentes plaques de cette région ? Exercice 10 : a)Que représentent les deux graphiques ci-dessous ? b) Lequel a été réalisé en milieu océanique, lequel a été réalisé en milieu continental ? c) Quelle anomalie est visible sur chacune des graphiques ? Qu'en déduit-on ? d) Légendez la carte ci-dessous et indiquez les profondeurs. Exercice 11 : 1. Quel est l’objectif des données figurant sur ces cartes ? Les plaques sont mobiles. La distance entre les points A et B augmente. Sur la première carte, on peut lire + 2,4cm/an Qu'est-ce que cela signifie ? Sur la deuxième carte, on peut lire - 7,2cm/an entre les points C et D. Qu'est-ce que cela signifie ? Comment appelle t'on les différents mouvements mis en évidence par GPS et illustrés par les cartes ci-dessus ? 2. Définir la dorsale: 3. La figure montre présente une série de forages réalisés dans l’Atlantique, à gauche et à droite du rift. Au cours de ces forages, des échantillons des roches sédimentaires reposant immédiatement sur le fond océanique basaltique ont été prélevés et datés. Le graphique représentant l'âge des sédiments en fonction de la distance au rift. Commenter ce graphique. La plaque Pacifique et ses frontières avec les plaques qui l'entourent sont représentées sur l'illustration ci-dessous : 1 - Pour chaque type de frontière de la plaque Pacifique, dire s'il s'agit de frontières de convergence, de divergence ou de coulissage. 2 - Est-ce la plaque Pacifique qui s'enfonce sous la plaque nord-américaine ou l'inverse ? Justifier. 3 - Représenter sur la carte les sens des mouvements des différentes plaques aux frontières de la plaque Pacifique. 4 - Dans quel sens s'effectue le déplacement de la plaque Pacifique ? 5 - L'archipel de la Société est un ensemble d'îles volcaniques de la plaque Pacifique auxquelles appartient Tahiti. Elles sont représentées, avec leur âge, sur la carte ci-dessous. Dans quel sens se fait le déplacement de la plaque Pacifique par rapport au point chaud à l'origine de ces îles ? Cela confirme-t-il le résultat précédent ? Justifier. 6 - Calculer, en utilisant l'âge et la distance des îles de la Société les unes par rapport aux autres, la vitesse de déplacement de la plaque Pacifique. Corrigé 1 - Pour chaque type de frontières de la plaque Pacifique, dire s'il s'agit de frontières de convergence, de divergence ou de coulissage. Les zones de collision et les zones de subduction sont des frontières de convergence. La dorsale est une frontière de divergence. La faille transformante est une frontière de coulissage. 2 - Est-ce la plaque Pacifique qui s'enfonce sous la plaque nord-américaine ou l'inverse ? Justifier. Une zone de subduction comporte toujours une plaque chevauchante et une plaque subduite. Les triangles représentés sont du côté de la plaque chevauchante : la plaque chevauchante est donc la plaque nord-américaine. La plaque Pacifique est par conséquent la plaque subduite. Elle s'enfonce sous la plaque nord-américaine. 3 - Représenter sur la carte le sens des mouvements des différentes plaques aux frontières de la plaque Pacifique. Le sens des mouvements des plaques aux frontières est représenté sur la carte suivante. Les plaques s'écartent au niveau des dorsales, se rapprochent au niveau des zones de subduction et des zones de collision, coulissent au niveau des failles transformantes. 4 - Dans quel sens s'effectue le déplacement de la plaque Pacifique ? Les mouvements représentés à la question précédente indiquent que la plaque Pacifique se déplace vers le Nord-Ouest. 5 - L'archipel de la Société est un ensemble d'îles volcaniques de la plaque Pacifique auxquelles appartient Tahiti. Elles sont représentées, avec leur âge, sur la carte ci-dessous. Dans quel sens se fait le déplacement de la plaque Pacifique par rapport au point chaud à l'origine de ces îles ? Cela confirme-t-il le résultat précédent ? Justifier. L'île la plus jeune de l'archipel de la Société est Mehetia, au Sud-Est de l'archipel. Les autres îles ont été à cette position il y a quelques millions d'années. Elles sont maintenant au NordOuest de Mehetia. Cela qui indique que le déplacement de la plaque Pacifique par rapport au point chaud à l'origine de ces îles se fait vers le Nord-Ouest. Le résultat précédent est confirmé. 6 - Calculer, en utilisant l'âge et la distance des îles de la Société les unes par rapport aux autres, la vitesse de déplacement de la plaque Pacifique en cm. an-1. Il s'est écoulé, entre la formation de Mehetia (île la plus jeune) et celle de Maupiti (île la plus vieille), 4,5 millions d'années. La distance entre Mehetia et Maupiti est 495 km. La vitesse de déplacement est donnée par la formule suivante : Vitesse (en cm/an)=Distance /(en cm) Age (en an) On a donc Vitesse=49,5.1064,5.106=11 cm. an -1. La vitesse de déplacement de la plaque Pacifique est donc de 11 cm.an -1.
