Ch.2

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.
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