Chap. 2: De la dérive des continents à la tectonique

Chap 2 : De la dérive des continents à la tectonique des plaques
Les études sismiques et la mise en évidence d’une terre essentiellement à l’état solide avaient
conduit la majorité des scientifiques à rejeter la théorie de la dérive des continents énoncée
en 1915.
Dans les années 1960, de nouvelles données relancent l’idée …
I.
La relance de l’hypothèse d’une expansion océanique
1- Les mesures du flux géothermique
Voir TP : les apports des observations océanographiques
On appelle flux géothermique la quantité de chaleur parvenant à la surface de la Terre.
Au début des années 1960, les découvertes de la topographie océanique et des variations du
flux thermique permettent d’imaginer une expansion océanique par accrétion de matériau
remontant à l’axe des dorsales, conséquence d’une convection profonde.
2- Le paléomagnétisme
On trouve dans le basalte des minéraux magnétiques tels que la magnétite. Le magnétisme de
ces cristaux disparaît à haute température : c’est le point de Curie (585° pour la magnétite).
Lors de l’épanchement du basalte, à près de 1200°, les minéraux ont perdu leur magnétisme.
Lors du refroidissement de la lave, les minéraux vont enregistrer le magnétisme du lieu et de
l’époque de leur formation.
Vers 1906, Brunhes observe dans le Massif Central des coulées de basalte superposées dans
lesquelles le champ magnétique est inversé. Il en déduit que les pôles se sont inversés au
cours du temps.
Il faudra attendre la fin des années 50 pour que cette notion soit admise, et que l’on publie
une échelle des inversions.
L’existence de bandes d’anomalies magnétiques symétriques par rapport à l’axe des dorsales
océaniques conforte l’hypothèse d’une expansion océanique et permet de calculer les
vitesses d’expansion.
Voir annexe : mesure des vitesses d’expansion océanique
II.
La construction d’un modèle global : la théorie de la tectonique des plaques
1- La distinction lithosphère – asthénosphère
Voir TP : la distinction lithosphère - asthénosphère
Au voisinage des fosses océaniques, les foyers des séismes sont alignés le long d’un plan
incliné : le plan de Wadati-Benioff.
Les différences de vitesses des ondes sismiques qui se propagent le long de ce plan, par
rapport à celles qui s’en écartent permettent de distinguer la lithosphère de l’asthénosphère.
L’ensemble de ces données permet de montrer que la lithosphère s’enfonce dans le manteau
au niveau des fosses de subduction.
La limite inférieure de la lithosphère correspond généralement à l’isotherme 1300°C.
2- Une lithosphère découpée en plaques rigides
A la fin des années 60, la géométrie des failles transformantes permet de proposer un modèle
en plaques rigides.
Des travaux complémentaires parachèvent l’établissement de la théorie de la tectonique des
plaques en montrant que les mouvements divergents (dorsales), décrochants (failles
transformantes) et convergents (zones de subductions) sont cohérents avec le modèle
géométrique.
Voir TP : les alignements de la chaîne de l’Empereur
Des alignements volcaniques, situés en domaine océanique ou continental, et dont la position
ne correspond pas à des frontières de plaques, sont la trace du déplacement de plaques
lithosphériques au-dessus d’un point chaud fixe, en première approximation, dans le
manteau.
Annexe
Mesure des vitesses d’expansion océaniques
Depuis 1960, des magnétomètres transportés par les bateaux
ont permis de mesurer le magnétisme de la croûte océanique
dans différents océans. Une échelle magnétostratigraphique a
été établie. A partir de ces relevés, on a tracé des courbes du
taux d’expansion en fonction du temps pour différents
océans. Le graphe ci-dessous fait la synthèse de ces calculs.
1- calculez la vitesse d’expansion au niveau de chaque
dorsale, et comparez ces vitesses entre elles.
2- Comparez les vitesses des dorsales de Reykjanes et
de l’Atlantique moyen, puis celles de la dorsale de
Juan de Fuca et du Pacifique Est.
Mesure des vitesses d’expansion océaniques
Correction
1Dorsale
Vitesse (cm/an)
Pacifique Est
4.5
Juan de Fuca
3.1
Atlantique Moyen
2.2
Reykjanes
1.4
Pour obtenir la vitesse d’expansion océanique, il convient de multiplier par 2 ces valeurs, car la création de
croûte se fait des deux côtés de la dorsale
2- la plaque se déplace plus vite près de l’équateur