Ch.2 : De la dérive des continents à la tectonique des plaques Pbq : Quels données scientiq ont permis de réhabiliter la théorie de Wegener ? Comment la connaissance des fonds océanq a-t-elle permis l’élabora° de la tectoq des plaques ? I.L’hypothèse de l’expansion des fonds océaniques 1)La découverte des reliefs des fonds océaniques : p.112 ; p.346-347 Ds 1950s, des campagnes océanographq utilisant des sonars permettent de découvrir la topographie des reliefs sous-marins : -Les marges continentales, constituées d’un plateau continental (0-200m) peu profond, prolongé par un talus continental ou par une fosse très profonde (7000-11000m) ; -Les plaines abyssales vers 4000-5000m de profondeur ; -Les dorsales océanq, sous-marines (« chaines de montagne » sous-marines). 2)Les mesures du flux géothermq :doc3p.113 Les mesures du flux géothermq qui correspond à la dissipat° en surface de la chaleur interne du globe montre son inégale réparti° à la surface de la Terre et sa valeur élevée au niveau des dorsales. 3)L’hypothèse de Hess :doc4p.113 Ds 1960s, tenant compte de l’ensemble des observat°, Hess propose l’hypothèse du « double tapis roulant » : sous l’action de courants de convect° circulant ds le manteau, la croûte océanq se forme au niveau des dorsales, s’en éloigne et disparaît au niveau des fosses. Selon cette idée, il y a aug° de la lithosphère océanq, suite à sa créat° en continue au niveau de la dorsale. C’est l’hypo de l’expansion océanq. Dans ce modèle, les continents s’écartent par suite de l’expansion du plancher océanq (lithosphère océanq). L’hypothèse de la mobilité horizontale est relancée. II.L’apport du paléomagnétisme :TP4 1)Le magnétisme des roches magmatiques : Lors de leur refroidist, les basaltes acquièrent une aimanta° qui est de même sens et de même direct° que le champ magnétq ambiant. Au début du 20es, l’étude des champs magnéq enregistré ds des basaltes d’âge variés prouvent que le sens du champ magétq terrestre s’est régulièret inversé au cours des tps géoloq. A certaines périodes appelées « inverses », les pôles magnétq N et S étaient inversés par rapport à la situa° actuelle, qualifiée de « normale ». Un calendrier des inversions magnétq a été établi. 2)L’étude des anomalies magnétiques :p.116-117 Ds 1950s, on découvre l’existence d’anomalies magnétq disposées en bandes // et symétq par rapport à l’axe de la dorsale océanq. Ces anomalies ont alternativet un champ magnétq de valeurs importantes (anomalies +) ou plus faibles (anomalies -). En 1963, Vine et Matthews proposent un modèle de formation du plancher océanq caractérisé par une montée permanente de laves basaltq ds l’axe des dorsales repoussant les basaltes plus anciens de part et d’autre de la dorsale. Les basaltes mis en place au cours des périodes « normales » présentent une anomalie magnétq positive (le champ paléomagnétqfossilisé ds les roches s’ajoute au champ magnétq actuel), ceux mis en place pendant les périodes « inverses » ont une anomalie magnétq négative. Le plancher océanq est donc bien en expansion de part et d’autre de la dorsale, à la manière d’un double tapis roulant. Cela valide l’hypo de Hess. On peut grâce aux calendrier des inversions paléomagnétq, mesurer la vitesse d’expansion des océans. III.La construction d’un modèle global : la tectonique des plaques 1)La distinction listosphère-asthénosphère :TP5-p.118-119 Au niveau d’une zone de subduction, l’analyse de la vitesse de propagat° des ondes sismiq, les mesures du flux géothermq, les isothermes montrent qu’une structure froide semble plonger ds une structure plus chaude. Wadati et Bénioff constatent que les foyers des séismes se répartissent à partir de la fosse selon un plan incliné, appelé « Plan de Bénioff » jusqu’à 600-700km. Il y a donc une structure rigide au comportet cassant d’environ 100km d’épaisseur qui s’enfonce. En 1967, Oliver et Isacks interprêtent ces données par le plonget ou subduct° d’une plaque froide, rigide de lithosphère océanq ds un manteau plus chaud, plus ductile, l’asthénosphère. L’isotherme 1300°C marque la limite entre lithosphère et asthénosphère. 2)Les failles transformantes et la théorie de la tectonique des plaques :doc1-2p.120 ; docAp.122 Ds 1960s, Wilson nomme failles transformantes de gdes cassures qui décalent l’axe de la dorsale océanq, elles présentent une activité sismq importante correspondant à des mvts de coulissage des deux plaques en contact. La géométrie en arc de cercle des failles transformantes s’expliquent si on admet un modèle de plaque rigide qui se déplace à la surface sphérq du globe. Le géologue Le Pichon propose de diviser la surface du globe en six plaques lithosq qui divergent (s’écartent) au niveau des dorsales, coulissent au niveau des failles transformantes, convergent au niveau des fosses océanq : c’est le modèle de la tectonique des plaques. Une plaque lithosq est donc limité horizontalt par ces zones actives et verticalt par la limite entre lithosphère et asthénosphère. 3)Les points chauds en accords avec le modèle : Doc2-3p.123 Dans le Pacifiq, on observe un alignement de volcans intraplaque dont l’âge augmente quand on s’élogne du volcan actuelt actif sur l’île d’Hawaï. Morgan émet l’hypothèse que ces volcans proviennent de l’activité d’un « point chaud » : un panache de matériel provenant du manteau profond émet du magma qui perfore de tps en tps la plaque lithosphéq qui dérive au-dessus, créant une île volcanq. Ces alignements de volcans de point chaud confirme le modèle de la tectoniq des plaques. Hawaï Nihoa Necker French frigate Midway Yuryaku 0 5 10 0 357 571 12 857 27 44 2429 3643 On sait que 1000km sur l'échelle est représentée par 1,5cm. Pour Nihoa (0,5/1,5)*100=357km 4000 3643 3500 Distance au point chaud (en km) volcans Représentation graphique de la distance au point chaud en fonction de l'âge du volcan Distan Âge ce de (en Hawaï Ma) (en km) 3000 2500 2429 2000 1500 1000 857 571 500 357 0 0 0 -500 10 20 30 40 Âge des volcans (en Ma) La droite moyenne du graphique correspond à la vitesse de déplacement de la plaque. y2-y1/x2-x1 = (1000-0)/(12,5-0) D'où v=80km/Ma soit 1000*10^5/12,5*10^6 =8cm/an La plaque se déplace à environ 8cm/an au-dessus du point chaud du SE au NO. BILAN : Depuis l’idée de la dérive (Wegener des continents, des faits (évaluat° du flux thermq, étude des zones de subduction, étude des anomalies magnétqdes fonds océanq, étude des aligments intraplaque des volcans) ont permis d’établir un modèle de la tectonique des plaques rigides, mobiles les unes par rapport aux autres, au-dessus de l’asthénosphère. 50