Chapitre 6 : de la dérive des continents à la tectonique des plaques

CHAPITRE 6 : DE LA DÉRIVE DES
CONTINENTS À LA TECTONIQUE
DES PLAQUES
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT BATHYMÉTRIQUE
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT BATHYMÉTRIQUE
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT GÉOTHERMIQUE
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT GÉOTHERMIQUE
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT MAGNÉTIQUE
Pôle Nord géographique
Pôle Nord magnétique
2000 km
Vous pouvez mesurer la
distance entre deux
points de la carte en
utilisant l'outil règle
On peut observer que le pôle Nord magnétique ne correspond pas
exactement au pôle nord géographique et que la position du pôle nord
magnétique se modifie au cours du temps, ainsi en 1900 il était à 2000
km de sa position mesurée en 2012.
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT MAGNÉTIQUE
On constate que le basalte modifie la direction de l'aiguille aimantée.
Le basalte possède donc une certaine aimantation
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT MAGNÉTIQUE
Un magma qui contient des substances ferromagnétiques acquiert une aimantation
thermorémanente (ATR) lorsqu'il se refroidit et que sa température passe en dessous
d'une valeur de température appelée température de Curie (770°C pour le fer, 585°C
pour la magnétite).
Le magma fossilise ainsi le champ magnétique de l'époque à laquelle il s'est
mis en place.
Grâce à cette capacité de certains minéraux, il est possible de reconstituer l'histoire
de la Terre.
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT MAGNÉTIQUE
Le champ magnétique terrestre peut être assimilé en première approximation à
celui produit par un dipôle situé au centre de la terre et dont l'axe fait un angle
d'environ 11.5° avec l'axe de rotation de la Terre.
L'origine essentielle du champ est liée aux mouvements du fluide conducteur
du noyau externe, engendrés par convection thermique ou chimique et par la
rotation de la terre. C'est la théorie de la géodynamo.
Le champ magnétique peut se mettre en évidence à la surface par l'orientation
prise par l'aiguille d'une boussole suspendue en son centre de gravité
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT MAGNÉTIQUE
Le champ magnétique
terrestre joue un rôle
essentiel dans le
développement de la vie sur
Terre, en déviant les
particules mortelles du vent
solaire formant ainsi
les aurores boréales et
australes.
Lorsque le noyau se sera
refroidi et solidifié (dans
quelques milliards d'années)
et qu'en conséquence le
champ magnétique aura
disparu, il est probable que
les formes de vie existantes
ne pourront plus subsister
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT MAGNÉTIQUE
On observe les trajets
apparents du pôle
Nord magnétique
établi grâce à l'étude
de roches d'âge
variable en Inde,
Europe et Amérique du
Nord
On peut formuler deux hypothèses :
- il existait au moins trois pôles nord magnétique présentant des
positions différentes en fonction des continents…
- Le pôle nord magnétique est le même, ce sont les continents qui ont
changé de latitude.
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT MAGNÉTIQUE
C'est bien sur la deuxième hypothèse qui est la bonne, il ne peut
raisonnablement pas y avoir plusieurs pôles Nord magnétique à une
même période.
Ainsi, on détermine sur les roches
datées de la même période la
paléoinclinaison du champ
magnétique, ce qui nous donne la
paléolatitude de la roche lors de sa
formation.
Par un calcul complexe, on détermine
alors la distance entre la roche et le
paléopôle.
On considère que ce dernier à une
position proche des pôles actuels.
On déplace alors les continents
contenant les roches étudiées de
manière à superposer les paléopôles
avec le pôle actuel.
Il subsiste une erreur sur la position
en longitude des continents, qui peut
éventuellement être levée, sur la base
d'autres arguments.
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT MAGNÉTIQUE
On observe une disposition symétrique de part et d'autre de l'axe de la dorsale des
bandes d'anomalies magnétiques positives et négatives.
On peut supposer que la dorsale est le lieu de fabrication du plancher océanique qui
s'écarte ensuite de part et d'autre de celle-ci.
On mesure à l'aide de l'outil
règle la distance entre l'axe
de la dorsale et 10 millions
d'années par exemple.
On obtient 460.78 km.
Ainsi en 10 Ma le plancher
océanique s'est déplacé de
460.78 km.
46.078 𝑀𝑀 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑐𝑐𝑐𝑐
𝑉𝑉 =
10 𝑀𝑀 𝑑𝑑 ′ 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎
= 𝟒𝟒. 𝟔𝟔𝟔𝟔 𝒄𝒄𝒄𝒄/𝒂𝒂𝒂𝒂
L'HYPOTHÈSE DE L'EXPANSION OCÉANIQUE : ARGUMENT MAGNÉTIQUE
On remarque que la disposition des bandes d'anomalies magnétiques sur l'échelle est similaire à
celle du fond océanique.
Cette disposition étant symétrique de chaque côté de l'axe de la dorsale.
Pour reconstituer la disposition des anomalies magnétiques sur le fond océanique, il suffit de
suivre l'échelle et de représenter symétriquement les inversions depuis 1,5 Ma jusqu'à la fin de
l'échelle en partant de l'axe de la dorsale.
On recommence la même opération pour 2.5 Ma…
Puis pour 3.5 Ma…
LA DISTINCTION LITHOSPHÈRE
- ASTHÉNOSPHÈRE
On observe que plus on
s'éloigne de la fosse plus la
profondeur des séismes
augmente.
Les foyers sismiques se
répartissent donc selon un
plan incliné qui part de la
fosse et plonge en profondeur.
Cette répartition est la trace
d'une plaque entrain de passer
sous une autre dans une zone
de subduction.
LA DISTINCTION LITHOSPHÈRE
- ASTHÉNOSPHÈRE
Les ondes P qui partent du foyer
sismique ci-dessus parviennent
deux secondes plus tôt à la station
Tonga qu'à la station Fidji
Pour expliquer ces différences de
vitesses constatées dans la plaque
plongeante, on peut supposer que :
- la roche de la plaque plongeante
est de nature différente de la
roche de la plaque chevauchante.
- les conditions de pression et
températures existant en
profondeur modifient la vitesse
des ondes.
On observe, grâce à la tomographie sismique,
qu'au niveau des fosses les ondes sismiques se
déplacent plus vite que la normale. Ces zones de
déplacement plus rapide coïncident avec la
plaque plongeante.
RELATION VITESSE DES ONDES ET TEMPÉRATURE.
La réalisation d'expériences avec des roches de
même nature mais à des températures différentes
montrent que les vitesses des ondes sont plus
rapides lorsque la température est froide.
De plus, lors du TP 2, nous avions déjà observé que
la vitesse des ondes variait en fonction de la nature
des matériaux traversés.
On peut en conclure que la plaque plongeante est plus froide que la plaque
chevauchante permettant ainsi aux ondes sismiques de se propager plus
rapidement.
Croûte
Manteau
Lithosphère
Asthénosphère
BILAN.
Manteau
asthénosphérique
Manteau
asthénosphérique
Zone de Tonga - Kermadec
Croûte océanique
manteau lithosphérique
La plaque
plongeante est en
fait formée de
lithosphère sur 100
km d'épaisseur.
Délimitons-là... en
essayant de
respecter l'échelle
fournie
Puis délimitons la
lithosphère
chevauchante.
Lithosphère océanique
Livre page 118 doc 2
En quoi l'étude de ce document confirme l'hypothèse émise lors du TP 5 ?
BILAN.
Granite
Moho
Manteau
lithosphérique
péridotite cassante
Isotherme 1300°C
Manteau
asthénosphérique
péridotite ductile
Basalte/Gabbro
Moho
Lithosphère océanique (100 Km)
Lithosphère continentale (100 Km)
Croûte continentale
30 à 70 Km
Croûte océanique
Manteau
lithosphérique
péridotite cassante
Isotherme 1300°C
Manteau
asthénosphérique
péridotite ductile
Lithosphère océanique/continentale et asthénosphère
7à
10
Km
BILAN.
Croûte
océanique
Fosse
Océan
O
Lithosphère
Manteau
lithosphérique
10O
Profondeur (Km)
Isotherme 1300°C
20O
Asthénosphère
Lithosphère
Croûte océanique
Subduction
Manteau
asthénosphérique
30O
40O
Foyers sismiques
Le modèle de la subduction
Manteau