Géodynamique Interne

Géodynamique Interne
La saga des plaques 1
QuickTime™ et un
décompresseur GIF
sont requis pour visionner cette image.
La saga des plaques 2
QuickTime™ et un
décompresseur GIF
sont requis pour visionner cette image.
QuickTime™ et un
décompresseur Animation
sont requis pour visionner cette image.
o Pangea’s story : (sur une idée de Wegener 1912)
 Comment analyser le film?
QuickTime™ et un
décompresseur TIFF (non compressé)
sont requis pour visionner cette image.
QuickTime™ et un
décompresseur TIFF (non compressé)
sont requis pour visionner cette image.
In 1858, geographer Antonio Snider-Pellegrini made these two maps showing
his version of how the American and African continents may once have fit
together, then later separated. Left: The formerly joined continents before (avant)
their separation. Right: The continents after (aprés) the separation.
(Reproductions of the original maps courtesy of University of California, Berkeley.)
Il aura fallu 1 siècle pour passer de ce modèle intuitif à la tectonique des plaques
fondée sur des observations et des lois physiques
Analyse simplifiée d’un système
 Composantes du système
 Relations entre les composantes (intrinséque)
 Relations avec l’extérieur (extrinséque)
 Fonctionnement du système (processus)
 Réponse aux perturbations qu'il reçoit en provenance de
son environnement actif.
 Etat du système (dépendant du temps)
PLAQUES LITHOSPHERIQUES
Définition en surface
QuickTime™ et un
décompresseur TIFF (non compressé)
sont requis pour visionner cette image.
PLAQUES LITHOSPHERIQUES
Définition en profondeur
lithosphère
Croûte
Lithosphère: Définition(s)
The lithosphere (from the Greek for "rocky" sphere) is the outer solid shell of the Earth. As
the cooling surface layer of the Earth’s convective system, the lithosphere thickens over time.
It is fragmented into relatively strong pieces, the plates, which move independently relative to
one another. The lithosphere includes the crust and, below, the uppermost layer of the mantle;
it floats on the weaker asthenosphere
Wikipedia encyclopédie on-line
• Lithosphère continentale
• Lithosphère océanique
Rhéologie
Comportement:
 Elastique
 Plastique
 Visqueux
Comportement élastique
loi de Hooke:  = E
E = module de Young

:
Réversible
Instantanée
Proportionnelle à la force appliquée


Comportement plastique

 irréversible
Dépendante du temps d'application
Existence d'un seuil de contrainte

Comportement visqueux
 comportement linéaire
Newtonien
 comportement non-linéaire
Irréversible
Dépendante du temps
Taux de déformation dépend
de la contrainte
Comportement plus réalistes => plus complexes
 comportement élasto-plastique
Comportement plus réalistes => plus complexes
 comportement visco-élastique
Comportement plus réalistes => plus complexes
 comportement visco-plastique
 Seuil de contrainte
 Viscosité
Comportement plus réalistes => plus complexes
 comportement élasto-visco-plastique
Temps longs (viscosité)
Seuil de contrainte
Temps court
(élasticité)
 Lithosphère élastique 1
Compensation élastique
Chargement / déchargement rapide d’une plaque
calotte glaciaire
volcan
Rebond glaciaire
En mm par an
 Lithosphère élastique 2
Nouvelles Hébrides
 Lithosphère élastique 3
Athénosphère
Athénosphère
Chargement par dessous : Panache mantellique
Topographie dynamique
 Lithosphère élastique 4
Epaisseur de la lithosphère élastique :
- charge
- régime thermique (Géotherme)
Relation âge - épaisseur élastique
Lithosphère "mécanique" (visco-plastique)
Modèle rhéologique 1D de la lithosphère (très simplifié…)
Comportement fragile
(plastique) de la croûte
supérieure
Comportement viscoplastique (ductile) de la
croûte supérieure
Lithosphère
Comportement viscoplastique) du manteau
supérieur
Comportement quasivisqueux du manteau
supérieur
Contrainte nécessaire pour obtenir une vitesse de déformation de (10-14 s-1) - Résistance à la déformation
Lithosphère "mécanique" (visco-plastique)
L'épaisseur de la lithosphère
ainsi que sa résistance
dépendent essentiellement
du géotherme
Lithosphère "mécanique" (visco-plastique) ou "plaque"
Manteau "rigide"
Manteau déformable
Oui mais…
…Cas d'une collision continentale:
Le manteau lithosphérique se déforme dans son ensemble
Déformation lente
Développement de
structures tectoniques
dans le manteau
Puis retour au
déplacement des
plaques
Comportement mécanique de la Lithosphère
Elasto-visco-plastique
Approximation rhéologique dépendante du "temps
caractéristique"du phénomène considéré
Ondes sismiques : Terre
élastique
Rebond glaciaire : viscoélastique
Séismes : élastoplastique
Formation des chaînes de
montagnes : viscoplastique
Bombement produit par un panache: Elastique
puis relaxation viscoplastique, quasi visqueuse
Déplacement des plaques: quasi visqueux