TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures)
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TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures) Introduction - Wegener et la dérive des continents - La Pangée de Wegener - Le moteur et ses critiques I. Wegener (1937) Edition française Identification et cinématique des grandes plaques lithosphériques 1. Les grandes plaques lithosphériques - Sismicité et volcanisme aux limites de plaques - Sismicité intra-plaque, définition de la lithosphère - Les grandes plaques lithosphériques 2. Le paléomagnétisme et la cinématique des plaques - Le champ magnétique terrestre - L’enregistrement du champ magnétique terrestre dans les roches - Les inversions du champ magnétique terrestre - Inversions et dorsales océaniques - Les vitesses d’expansion des dorsales océaniques - déplacement des plaques et points chauds F. Odonne TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures) Introduction - Wegener et la dérive des continents - La Pangée de Wegener - Le moteur et ses critiques I. Identification et cinématique des grandes plaques lithosphériques 1. Les grandes plaques lithosphériques - Sismicité et volcanisme aux limites de plaques - Sismicité intra-plaque, définition de la lithosphère - Les grandes plaques lithosphériques 2. Le paléomagnétisme et la cinématique des plaques - Le champ magnétique terrestre - L’enregistrement du champ magnétique terrestre dans les roches - Les inversions du champ magnétique terrestre - Inversions et dorsales océaniques - Les vitesses d’expansion des dorsales océaniques - déplacement des plaques et points chauds Fig. C 1. Il y a 250 Ma, tous les continents étaient regroupés au sein de la Pangée. Cette figure de l’hémisphère Sud montre comment les chaînes de montagnes anciennes et les aires de répartitions des grands reptiles, maintenant fossiles, étaient alors continues (USGS). F. Odonne TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures) Introduction - Wegener et la dérive des continents - La Pangée de Wegener - Le moteur et ses critiques I. Identification et cinématique des grandes plaques lithosphériques 1. Les grandes plaques lithosphériques - Sismicité et volcanisme aux limites de plaques - Sismicité intra-plaque, définition de la lithosphère - Les grandes plaques lithosphériques Wegener (1937) 2. Le paléomagnétisme et la cinématique des plaques - Le champ magnétique terrestre - L’enregistrement du champ magnétique terrestre dans les roches - Les inversions du champ magnétique terrestre - Inversions et dorsales océaniques - Les vitesses d’expansion des dorsales océaniques - déplacement des plaques et points chauds F. Odonne 1 TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures) Introduction - Wegener et la dérive des continents - La Pangée de Wegener - Le moteur et ses critiques I. Identification et cinématique des grandes plaques lithosphériques 1. Les grandes plaques lithosphériques - Sismicité et volcanisme aux limites de plaques - Sismicité intra-plaque, définition de la lithosphère - Les grandes plaques lithosphériques 2. Le paléomagnétisme et la cinématique des plaques - Le champ magnétique terrestre - L’enregistrement du champ magnétique terrestre dans les roches - Les inversions du champ magnétique terrestre - Inversions et dorsales océaniques - Les vitesses d’expansion des dorsales océaniques - déplacement des plaques et points chauds Wegener (1937) Fig. C 2. Carte de répartition des séismes de magnitude supérieure à 4. Cette figure est à comparer avec la figure C. 4 (USGS). Carte des volcans actifs TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures) Introduction - Wegener et la dérive des continents - La Pangée de Wegener - Le moteur et ses critiques I. Identification et cinématique des grandes plaques lithosphériques 1. Les grandes plaques lithosphériques - Sismicité et volcanisme aux limites de plaques - Sismicité intra-plaque, définition de la lithosphère - Les grandes plaques lithosphériques Volcans actis en vert, grands séismes en rouge 2. Le paléomagnétisme et la cinématique des plaques - Le champ magnétique terrestre - L’enregistrement du champ magnétique terrestre dans les roches - Les inversions du champ magnétique terrestre - Inversions et dorsales océaniques - Les vitesses d’expansion des dorsales océaniques - déplacement des plaques et points chauds 2 TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures) Introduction - Wegener et la dérive des continents - La Pangée de Wegener - Le moteur et ses critiques I. Identification et cinématique des grandes plaques lithosphériques 1. Les grandes plaques lithosphériques - Sismicité et volcanisme aux limites de plaques - Sismicité intra-plaque, définition de la lithosphère - Les grandes plaques lithosphériques Fig. C 3. Résistance mécanique de la lithosphère exprimée en fonction de la profondeur. Cette résistance augmente en descendant dans la croûte supérieure ainsi que dans le manteau supérieure (Ranalli). 2. Le paléomagnétisme et la cinématique des plaques - Le champ magnétique terrestre - L’enregistrement du champ magnétique terrestre dans les roches - Les inversions du champ magnétique terrestre - Inversions et dorsales océaniques - Les vitesses d’expansion des dorsales océaniques - déplacement des plaques et points chauds Fig. C 4. Carte des grandes plaques lithosphériques (USGS). Grands séismes en rouge TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures) Introduction - Wegener et la dérive des continents - La Pangée de Wegener - Le moteur et ses critiques I. Identification et cinématique des grandes plaques lithosphériques 1. Les grandes plaques lithosphériques - Sismicité et volcanisme aux limites de plaques - Sismicité intra-plaque, définition de la lithosphère - Les grandes plaques lithosphériques 2. Le paléomagnétisme et la cinématique des plaques - Le champ magnétique terrestre - L’enregistrement du champ magnétique terrestre dans les roches - Les inversions du champ magnétique terrestre - Inversions et dorsales océaniques - Les vitesses d’expansion des dorsales océaniques - déplacement des plaques et points chauds Fig. C 5. Le champ magnétique terrestre correspond à celui d’un dipôle. Les vecteurs magnétiques sortent par le pôle Sud et rentrent par le Nord (Westphal) Fig. C 6. En tout point du globe, la déclinaison mesure l’orientation du champ magnétique terrestre par rapport au Nord. L’inclinaison mesure l’angle dans le plan vertical. 3 TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures) Introduction - Wegener et la dérive des continents - La Pangée de Wegener - Le moteur et ses critiques I. Identification et cinématique des grandes plaques lithosphériques 1. Les grandes plaques lithosphériques - Sismicité et volcanisme aux limites de plaques - Sismicité intra-plaque, définition de la lithosphère - Les grandes plaques lithosphériques Fig. C 7. En dessous de la température de Curie, les minéraux sont capables d’enregistrer l’orientation du champ magnétique terrestre (Caron). 2. Le paléomagnétisme et la cinématique des plaques - Le champ magnétique terrestre - L’enregistrement du champ magnétique terrestre dans les roches - Les inversions du champ magnétique terrestre - Inversions et dorsales océaniques - Les vitesses d’expansion des dorsales océaniques - déplacement des plaques et points chauds TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures) Introduction - Wegener et la dérive des continents - La Pangée de Wegener - Le moteur et ses critiques I. Identification et cinématique des grandes plaques lithosphériques 1. Les grandes plaques lithosphériques - Sismicité et volcanisme aux limites de plaques - Sismicité intra-plaque, définition de la lithosphère - Les grandes plaques lithosphériques 2. Le paléomagnétisme et la cinématique des plaques - Le champ magnétique terrestre - L’enregistrement du champ magnétique terrestre dans les roches - Les inversions du champ magnétique terrestre - Inversions et dorsales océaniques - Les vitesses d’expansion des dorsales océaniques - déplacement des plaques et points chauds Coulées de Basalte superposées TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures) Introduction - Wegener et la dérive des continents - La Pangée de Wegener - Le moteur et ses critiques I. Identification et cinématique des grandes plaques lithosphériques 1. Les grandes plaques lithosphériques - Sismicité et volcanisme aux limites de plaques - Sismicité intra-plaque, définition de la lithosphère - Les grandes plaques lithosphériques Fig. C 8. Echelle magnétostratigraphique remontant jusqu’au Crétacé supérieur. En noir le champ normal, en blanc le champ inverse (Westphal). 2. Le paléomagnétisme et la cinématique des plaques - Le champ magnétique terrestre - L’enregistrement du champ magnétique terrestre dans les roches - Les inversions du champ magnétique terrestre - Inversions et dorsales océaniques - Les vitesses d’expansion des dorsales océaniques - déplacement des plaques et points chauds 4 TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures) Introduction - Wegener et la dérive des continents - La Pangée de Wegener - Le moteur et ses critiques I. Identification et cinématique des grandes plaques lithosphériques 1. Les grandes plaques lithosphériques - Sismicité et volcanisme aux limites de plaques - Sismicité intra-plaque, définition de la lithosphère - Les grandes plaques lithosphériques Fig. C 9. Les inversions du champ magnétique terrestre enregistrées dans le plancher océanique mettent en évidence son accroissement permanent (Davis). 2. Le paléomagnétisme et la cinématique des plaques - Le champ magnétique terrestre - L’enregistrement du champ magnétique terrestre dans les roches - Les inversions du champ magnétique terrestre - Inversions et dorsales océaniques - Les vitesses d’expansion des dorsales océaniques - déplacement des plaques et points chauds Fig. C 10. Carte du fond des océans. De part et d’autre d’une dorsale la lithosphère est de plus en plus agée. Aucune lithosphère océanique ne dépasse les 200 Ma. Des failles transformantes décalent les dorsales (Pomerol). TECTONIQUE DES PLAQUES Chapitre C. (6 heures) Introduction - Wegener et la dérive des continents - La Pangée de Wegener - Le moteur et ses critiques I. Identification et cinématique des grandes plaques lithosphériques 1. Les grandes plaques lithosphériques - Sismicité et volcanisme aux limites de plaques - Sismicité intra-plaque, définition de la lithosphère - Les grandes plaques lithosphériques 2. Le paléomagnétisme et la cinématique des plaques - Le champ magnétique terrestre - L’enregistrement du champ magnétique terrestre dans les roches - Les inversions du champ magnétique terrestre - Inversions et dorsales océaniques - Les vitesses d’expansion des dorsales océaniques - déplacement des plaques et points chauds Fig. C 11. Représentation schématique du point chaud d’Hawaï émettant de la lave au travers de la plaque océanique (USGS). 5 Fig. C 12. Les points chauds du Pacifique. Tracent des guirlandes de volcans qui témoignent du déplacement de la plaque lithosphérique depuis 75 Ma (Jolivet). Hawaï Une autre origine des points chauds d’après une ancienne légende japonaise. Hypothèse non encore confirmée… Fig. C 29. mouvement des continents depuis 540 Ma. Points importants • Depuis Wegener, la mobilité des continents est reconnue; • Les plaques sont limitées par les volcans actifs et les zones sismiques; • Il existe une douzaine de grandes plaques lithosphériques; • Certaines roches sédimentaires et magmatiques peuvent enregistrer les orientations du champ magnétique terrestre, déclinaison et inclinaison; • Le champ magnétique terrestre s’inverse de façon non périodique; • Les dorsales océaniques qui s’ouvrent en permanence, enregistrent toutes ces inversions, bandes symétriques de part et d’autre des dorsales; • On calcule ainsi une ouverture rapide dans le Pacifique et lente dans l’Atlantique; • Les points chauds donnent un repère « fixe » pour enregistrer ces déplacements. Lien mécanique entre expansion des dorsales et zones de subduction 6
