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Constitution du globe terrestre Quelques paramètres physiques en fonction de la profondeur Evolution de la température en fonction de la profondeur Evolution de la température près de la surface: gradient géothermique Géotherme et solidus: le manteau est un solide visqueux! D’où vient le magma qui fait éruption à la surface ? Tomographie: anomalies de température en profondeur Flux de chaleur à la surface: grande hétérogénéité La Terre est une machine thermique La topographie résulte du fonctionnement de cette machine thermique Différence Terre – autres planètes: TECTONIQUE DES PLAQUES Marcel Bertrand, 1887 Emile Haug, 1900 1929: Alfred WEGENER Arguments: Forme des continents Localisation des anciennes glaciations Wegener, 1929 Paléontologie D’autres y avaient pensé avant: Alexandre Du Toit, 1927 1955, les premières preuves: Le déplacement du pôle magnétique au cours du temps sur différents continents Années 60: Etude détaillée des dorsales médioocéaniques, et notamment des anomalies magnétiques des roches du plancher océanique Résultats: succession d’anomalies positives ou négatives du champ magnétique symétriques par rapport à la dorsale Ces variations sont directement reliées à l’âge des roches de la croûte océanique. Sud de l’Islande: les roches ont enregistré l’alternance de champ magnétique identique ou inversé par rapport au champ actuel. Confirmation que la croûte océanique se forme au niveau des dorsales océaniques et s’éloigne de cette dorsale au cours du temps. Depuis: nombreuses preuves du mouvement horizontal des plaques lithosphériques GPS (Global Positioning System): mesure directe de la vitesse de déplacement des plaques quelques centimètres par an Vitesse d’expansion au niveau des dorsales variable de 1 à 18 cm/an La Terre reste à volume constant: la croûte océanique formée aux dorsales doit donc disparaitre ailleurs. Répartition hétérogène des séismes sur Terre. Répartition hétérogène des volcans sur Terre, similaire à celle des séismes. Existence de zones de convergence où la lithosphère océanique disparait dans le manteau Tectonique des plaques: formation de la lithosphère océanique le long des dorsales, et recyclage de cette lithosphère dans le manteau au niveau des zones de subduction Définition de 7 plaques principales et de plusieurs plaques de moindre importance. Plusieurs types de limite de plaques Dorsale océanique Subduction Collision Faille transformante Différents contextes géodynamiques Sous une lithosphère océanique Sous une lithosphère continentale Subduction Accrétion au niveau des dorsales océaniques Collision: chaîne de montagne Moteur de la tectonique des plaques: la convection Convection: transport de chaleur contre la gravité via un déplacement global de matière gouverné par sa flottabilité due à l’expansion thermique. Une couche sera instable si le nombre de Rayleigh Ra (sans dimension) dépasse la valeur critique de ~103. • Quel est le nombre Ra du manteau terrestre? Couche Epaisseur (km) Ra Manteau sup. 700 106 Manteau inf. 2000 3 x 107 Manteau total 2700 108 • Conclusion: même si le manteau est assez rigide pour transmettre les ondes S, il est très instable thermiquement et doit être vigoureusement convectif. Convection à 1 couche ou à 2 couches ? Dynamique de la Terre: Mouvements horizontaux et verticaux CE QU’IL FAUT RETENIR: - Le manteau terrestre est entièrement solide et se comporte comme un solide visqueux. - Les plaques se déplacent à la surface du manteau. - La croûte océanique se forme au niveau des dorsales océaniques et disparaît dans les zones de subduction. - L’origine de ces mouvements en surface se trouve dans les mouvements de convection dans le manteau qui permettent d’évacuer la chaleur interne de la Terre. Où en est la recherche aujourd’hui ? -Mesures précises du déplacement des plaques grâce au GPS - Modélisation numérique de la convection dans le manteau terestre. - Reconstitution de la position des plaques au cours du temps: paléogéographie
