Chap2 LA LITHOSPHERE ET LA TECTONIQUE DES PLAQUES Rappel : → structure du globe → la lithosphère savoir restituer des acquis, savoir communiquer, savoir s’exprimer à l’oral Le globe terrestre est composé d’enveloppes concentriques aux propriétés physico chimiques différentes. La lithosphère est constituée de la croûte et du manteau supérieur séparés par le moho. La lithosphère est localisée au dessus de l’asthénosphère au comportement ductile ( - rigide). Problème : Quels sont les fondements de la tectonique des plaques ? Quelles sont les méthodes qui ont permis de préciser les mouvements de ces plaques ? I- LES FONDEMENTS DE LA TECTONIQUE DES PLAQUES : Pb : quelles furent les premières observations qui supposèrent un déplacement des plaques ? TP5 1ere S LES FONDEMENTS DE LA TECTONIQUE DES PLAQUES La tectonique des plaques apparaît aujourd’hui comme un fait scientifiquement irréfutable. Hors cette théorie n’a été élaborée que très progressivement, grâce à de nombreux scientifiques qui ont chacun contribué à sa formulation. Objectifs : savoir s’informer, savoir communiquer, savoir raisonner Problème : quels sont les fondements de la tectonique des plaque ? A- les constatations : pb : Qu’observe-t-on en regardant la surface terrestre ? 1. Observations de la surface terrestre : → Carte topographique du fond des océans + livre doc 3 p 251 →Photo de la lune Savoir s’informer, savoir observer et comparer des informations, savoir relever les reliefs terrestres La surface de la lune est riche en cratères d’impact météoritiques, la surface n’a pas été renouvelée depuis 3 Ga date de l’arrêt de son activité interne. Pb : qu’est-ce qui pourrait prouver l’existence de mouvements ? 2. Etude de l’activité interne de la terre : → photo faille + chaine de montagne + forme arabie afrique Savoir décrire des documents et en tirer des informations, savoir mettre en relation des informations Les contours des continents semblent grossièrement correspondre on peut donc formuler une hypothèse : Savoir formuler une hypothèse → carte de répartition des volcans et des séismes : Doc1 p 246 + doc 3 p 251 Savoir observer, communiquer et mettre en relation des informations, savoir rédiger un court texte de comparaison Savoir formuler une problématique → Doc 4 p 251 savoir décrire un document et identifier les frontières de plaques et les mouvements de ces plaques savoir restituer des connaissances sur les séismes → comparaison répartition séismes et volcans : savoir s’informer, communiquer → carte du fond des océans et corrélation avec la carte de répartition des séismes. Savoir Identifier des reliefs et mettre en relation des informations 1 Les zones sismiques du globe sont associées à toute une série d’accidents géologiques tels que les fossés tectoniques (rift africain) dorsales océaniques (médio atlantique), chaînes de montagnes, volcan et fosses océaniques La sismicité et le volcanisme sont des manifestations géologiques qui témoignent de l’existence des mouvements des plaques lithosphériques. Pb : quelle est l’origine de la découverte de la tectonique des plaques ? B- De la théorie à la certitude : 1. Emergence de la dérive des continents : → Observation globe terrestre et forme des continents que peut-on dire ? Ou supposer ? Savoir observer, savoir interpréter, savoir émettre des hypothèses → livre p 248-249 : savoir adopter une démarche explicative, savoir analyser un document, en tirer des informations → Questions 1 et 2 p 249 savoir interpréter, savoir raisonner En 1912 Alfred Wegener géographe allemand propose la théorie de la dérive des continents un super continent la Pangée se serait fragmentée au début de l’ère secondaire et les fragments dériveraient depuis cette date à la surface du globe. Etayée par des arguments géomorphologiques, paléontologiques et tectoniques cette théorie est longtemps rejetée à cause de l’absence d’explication dans le moteur de ces mouvements. Arthur Holmes en 1945 pose l’hypothèse de l’existence de mouvements de convection dans le manteau c’est Harry Hess en 1962 qui expose le fonctionnement en double tapis roulant des fonds océaniques. 2. L’exploration du fond des océans : → carte du fond des océans : savoir communiquer → réalisation d’un profil bathymétrique : savoir réaliser un profil topo, savoir confronter ses résultats à la réalité Pb : Comment ces plaques rentrent-elles en mouvement ? IILA DECOUVERTE DU MECANISME DE LA TECTONIQUE DES PLAQUES : A- Les données du paléo magnétisme : → vidéo le magnétisme terrestre : savoir s’informer → démonstration aimantation des roches : savoir réaliser, savoir communiquer, savoir interpréter En se refroidissant le basalte fossilise le champ magnétique terrestre. → livre p 254-255 Savoir analyser des documents, savoir saisir des informations et les mettre en relation avec le problème posé → questions p 255 : savoir s’informer, savoir communiquer → étude de carte des anomalies magnétiques et utilisation d’une échelle magnéto stratigraphique : savoir interpréter, savoir raisonner et rédiger un bilan convenable Du fait de la présence d’un noyau terrestre riche en fer, il existe un champ magnétique terrestre. Au sein de ce champ magnétique certains minéraux comme la magnétite vont acquérir une aimantation orientée dans ce champ magnétique terrestre, donc ces minéraux vont se comporter comme de véritables boussoles indiquant le pôle nord magnétique. Le champ magnétique s’est inversé à plusieurs reprises, l’étude de ces inversions magnétique montre qu’en s’éloignant des dorsales on trouve que le plancher océanique est plus vieux plus loin des dorsales et qu’il existe une symétrie des anomalies magnétiques de part et d’autre des dorsales océaniques (structure dite en peau de zèbre). B- Hypothèse de Vine et Matthews : Bilan sur l’hypothèse : savoir interpréter, savoir communiquer 2 En 1963, VINE et MATTHEWS rapprochent ces caractéristiques de l'hypothèse du double tapis roulant de HESS: leur modèle de formation du plancher océanique décrit une montée permanente de lave basaltique dans l'axe de la dorsale, qui repousse les basaltes plus anciens de part et d'autre. C- L’expansion des fonds océaniques → Document 1 p 252 → savoir réinvestir un ancien travail, savoir confronter des données Calcul de la vitesse d’écartement moyenne de la plaque nord américaine et eurasiatique et préciser les directions de déplacements → savoir calculer une vitesse de déplacement, savoir convertir des données, savoir communiquer Comparaison avec ce que l’on a obtenu lors de l’étude des anomalies magnétiques Les forages océaniques profonds confirment que les sédiments au contact du basalte sont de + en + anciens en s’éloignant de la dorsale. Les plaques océaniques se forment donc bien par montée de magma surgissant du manteau au niveau des dorsales. Les dépôts sédimentaires recouvrent ensuite ces basaltes au fur et à mesure qu’ils s’éloignent de la zone où ils sont formés. D- Cas particulier du volcanisme de point chaud : Document 4 et 5a etb p 253 Analyse des documents → savoir analyser un document, savoir saisir des informations, savoir raisonner Vitesse de déplacement de la plaque pacifique et préciser sa direction → savoir calculer une vitesse de déplacement, savoir appliquer un théorème mathématiques Le volcanisme de points chauds se caractérise par des alignements d’édifices volcaniques de caractère insulaire. L’âge de ces volcans augmente d’une extrémité à l’autre de l’alignement. Ces volcans proviennent de l’activité d’un point chaud fixe, qui envoie vers la surface un panache de magma perforant épisodiquement la plaque lithosphérique qui se déplace au dessus. → animation sur le volcanisme de point chaud → savoir observer, savoir communiquer III- L’OBSERVATION EN DIRECTE DU DEPLACEMENT DES PLAQUES TP 6 Observation directe du déplacement des plaques P256-257 Analyse des docs : informations fournies par les documents → savoir saisir des informations et les mettre en relation avec le problème posé Description de chaque technique → savoir le fonctionnement d’ GPS de VLBI Calcul de la vitesse d’ouverture de l’océan atlantique en 9 ans Calcul de déplacement d’une faille transformante Comparaison des données obtenues par GPS et VLBI à celles obtenues par les données sédimentaires → savoir mettre en relation des informations On peut mesurer actuellement avec une précision millimétrique des distances de plusieurs milliers de km. On peut donc mesurer en temps réel le déplacement des plaques en comparant les mesures prises en 1 an d’intervalle par exemple. Plusieurs méthodes sont utilisées la + connue étant le GPS technique de positionnement par rapport à des satellites qui permet de connaître avec une très grande précision les coordonnées de tout point de la surface du globe. Bilan du chap + carte des plaques et leur mouvement Exercice type bac bilan 3