La lithosphère et la tectonique des plaques

(2 semaines)
La lithosphère et la tectonique des plaques
Introduction :
La planète Terre est constituée d'enveloppe concentriques ayant des propriétés physicochimiques différentes.
La lithosphère est découpée en plaques et est l'objet d'une dynamique.
1 Les éléments en faveur de la tectonique des plaques.
TP1 : Le découpage en plaques de la lithosphère.
1.1 Les indices géographiques.
On remarque que la côte Est-africaine et la côte arabique s'emboîtent presque parfaitement, ce qui
suppose que ces deux continents étaient autrefois réunis avant d'être séparés actuellement.
1.2 Les indices paléontologiques.
On retrouve de nombreuses espèces fossiles de végétaux et d'animaux identiques en Afrique et en
Amérique du sud. Ces espèces ne pouvant pas traverser les océans, on peut en déduire que les deux
continents ne formaient jadis qu'un seul (Pangée).
1.3 Les indices géologiques.
On constate une continuité entre les boucliers anciens de l'Afrique et de l'Amérique du Sud. De plus,
les reliefs d'un âge donné en Afrique se prolongent en Amérique du sud.
Le volcanisme est observé au niveau des dorsales océaniques et à proximité des fosses océaniques.
Les séismes ont la même localisation avec en plus les chaînes de montagnes.
Les zones d'activité sismique et volcanique se situent principalement aux limites de plaques et ont
permis d'établir une carte des différentes plaques lithosphériques qui se déplacent les unes par rapport
aux autres.
1.4 Les anomalies magnétiques.
Document 4 page 283 – Basalte + boussole – Aimant + limaille de fer.
On constate une répartition symétrique des anomalies magnétiques de part et d'autre de la dorsale
océanique (dite peau de zèbre). Les minéraux ferromagnétiques de certaines roches magmatiques
conservent le champ magnétique au moment de leur cristallisation, elles enregistrent donc les inversions
de ce champ et sont une signature de l'expansion océanique.
1.5 Conclusion.
Les contours des bordures continentales sont des signatures de la tectonique des plaques.
Le relief de la Terre est une signature supplémentaire de la tectonique des plaques.
La
distribution
géographique
des
volcans et des séismes
permet de délimiter les
plaques.
Les
limites
de
plaques
sont
très
déformables.
Au
contraire, les plaques,
d'épaisseur variable, sont peu déformables.
1
2 La dynamique des plaques lithosphériques.
TP2 : La mesure des mouvements relatifs des plaques.
2.1 Les anomalies magnétiques.
Elles peuvent permettre d'enregistrer le déplacement des continents ainsi que les inversions du
champ magnétique terrestre.
2.2 Les sédiments marins.
Document 1 page 284.
L'âge des plus vieux sédiments marins augmente quand on s'éloigne de l'axe de la dorsale, ce qui
permet de calculer la vitesse d'expansion océanique (quelques cm par an).
De plus, on observe que l'épaisseur des sédiments augmente quand on s'éloigne de l'axe de la dorsale,
car dans ce cas, l'âge de la lithosphère océanique augmente.
Remarque : l'épaisseur relativement faible des sédiments déposés sur les fonds océaniques et le jeune
âge des plus vieux sédiments marins (en effet, la plus vieille croûte océanique date d’environ 180
millions d’années) permettent d'affirmer que la lithosphère océanique est constamment renouvelée.
2.3 Le volcanisme de point chaud.
Le volcanisme de point chaud montre le déplacement d'une plaque au dessus d'un point chaud fixe. On
considère en effet que le point chaud est fixe et que la plaque portant le volcan se déplace.
2.4 Les mesures directes à l'aide du GPS.
Le GPS permet une mesure précise des mouvements relatifs des plaques, ce qui confirme les mesures
utilisant les données géologiques.
2.5 La diversité des mouvements relatifs des plaques.
Questions 1 et 2 page 291.
Il existe des mouvements de :
–
divergence au niveau des dorsales océaniques (création de plaques),
convergence au niveau des limites de plaques en bordure des continents et des chaînes de
montagnes (disparition de plaques),
–
–
coulissage entre deux plaques le long de failles transformantes.
3 Conclusion.
Différentes données géologiques (âges des sédiments des fonds océaniques, alignement des
volcans de points chauds, anomalies magnétiques) permettent de reconstruire les directions et
les vitesses des mouvements des plaques ainsi que leurs variations pour les 180 derniers
millions d'années de l'histoire de la Terre.
Les directions et vitesses de déplacement sont mesurables sur des échelles de temps de
quelques
années
par
les
techniques de positionnement
par satellites (GPS : Global
Positioning System).
Le modèle de la cinématique
globale des plaques, fondé et
construit sur des observations
géologiques et géophysiques,
est validé et affiné par ces
mesures
pratiquement
instantanées.
Exercice 4 page 298
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