La tectonique des plaques

Géo / Fiche 16
La tectonique des plaques
La théorie de la dérive des continents
Jusqu'à la fin du XIXè siècle, les scientifiques pensaient que les continents n'avaient pas bougé les uns par rapport aux
autres depuis leur formation. Selon eux, la formation des montagnes pouvait résulter de la contraction de la Terre lors
de son refroidissement. Pourtant, cette théorie "fixiste" ne permettait pas d'expliquer un certain nombre d'observations.
En 1915, un météorologue et géophysicien allemand, Alfred Wegener, proposa la théorie de "dérive des continents". Il
émit l'hypothèse selon laquelle les continents résultaient de la dislocation d'un immense bloc primitif, la Pangée. Selon
lui, les continents dérivaient sur une "mer de basalte", plus fluide, à la manière de gigantesques radeaux. Cette
hypothèse fut délaissée à l'époque parce que les mécanismes invoqués par Wegener pour ces mouvements étaient
physiquement impossibles. La connaissance actuelle de la constitution de la Terre et une série de nouvelles découvertes
ont ramené l'attention sur la vieille théorie qui a dû subir des adaptations.
Déjà mis en avant par Wegener, les arguments indiquant que les continents se sont déplacés sont entre autres:
•
Arguments morphologiques
•
Arguments paléontologiques
•
Arguments géologiques
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Causes de la tectonique des plaques
Le moteur des déplacements des plaques lithosphériques est la chaleur interne
de la Terre. Celle-ci provient de la désintégration des éléments radioactifs
présents en quantité importante à l'intérieur du globe terrestre. La principale
source de chaleur proviendrait du noyau et de sa limite avec le manteau. Un
système de cellules de convection s'établit au sein du manteau. Ce système peut
être assimilé à celui qui se produit dans une bassine d'eau chauffée en son centre
par la base. La chaleur importante au centre de la bassine provoque la montée
d'eau chaude qui, en s'élevant, se refroidit. Elle est alors plus dense et redescend
le long des parois du récipient.
Ces courants de convection créés dans l'asthénosphère seraient à l'origine
des mouvements de la lithosphère. Quand les courants ascendants arrivent
près de la surface, ils divergent (A) et engendrent une zone d'extension,
responsable d'écartements au niveau de la lithosphère. Par contre, les
mouvements descendants engendrent une compression et un
rapprochement des plaques lithospériques (B).
Jacques et Duquenoy, 1988, La Terre, notre planète
Tome 1: les forces internes, La Procure, Namur, p
Limites entre plaques lithosphériques
Les plaques lithosphériques se déplacent donc sur l'asthénosphère et sont en mouvement les unes par
rapport aux autres. Les limites entre plaques sont de 4 types: les dorsales, les zones de subduction,
les zones de collision, et les failles transformantes.
Les dorsales
Il s'agit de "cassures de la lithosphère" le long desquelles deux plaques s'écartent l'une de l'autre. Sous
la cassure, il se produit une fusion locale du manteau; le magma monte dans la cassure et comble le
vide qui tend à se créer par l'écartement des deux plaques. Une dorsale est donc une zone d'accrétion,
où se crée de la croûte océanique. Il s'agit d'une zone d'expansion des fonds océaniques.
Ces dorsales sont aussi appelées rides médio-océaniques. En effet, elles constituent des zones de
relief sous-marin, c'est-à-dire de longues chaînes montagneuses entaillées par une profonde vallée
longitudinale (le rift). L'ensemble de ces dorsales forme en réalité une chaîne continue de volcans en
activité, faisant au total 60 000 km (voir carte de l'atlas). Une telle dorsale marque, par exemple, la
zone axiale de l'Océan Atlantique. Cela signifie que l'Amérique et l'ensemble Europe-Afrique
s'écartent actuellement…
2
Les zones de subduction
Une zone de subduction marque la limite de deux plaques qui se rapprochent l'une de l'autre, une des
deux plaques passant en dessous de l'autre selon une pente de 45° en moyenne. Ces zones de
subduction correspondent, dans le relief sous-marin, à des fosses océaniques, larges de quelques
centaines de mètres et profondes de plus de 10 km.
Le frottement de la plaque lors de sa descente peut provoquer des séismes. De plus, la température de
la plaque augmente au fur et à mesure qu'elle plonge. Cet échauffement entraîne une fusion partielle,
responsable de manifestations volcaniques.
La subduction peut se produire à la rencontre de deux plaques océaniques ou à la rencontre d'une
plaque océanique et d'une plaque continentale. La plaque qui disparaît est toujours une plaque
océanique: les plaques continentales, moins denses, restent en surface.
- Rencontre entre une plaque océanique et une plaque continentale
Dans ce cas, on observe une fosse
océanique longeant le continent. La
plaque continentale plus légère reste
en surface tandis que la plaque
océanique plonge.
Il en résulte une intense activité
volcanique et sismique et la
formation d'une chaîne de montagne
côtière.
Si la plaque continentale est
recouverte par la mer sur sa bordure
(on parle de mer épicontinentale), la
subduction de la plaque océanique va
se faire à une certaine distance du
continent émergé.
Les volcans liés à cette subduction
forment alors des arcs insulaires
volcaniques séparés du continent
émergé par une mer.
-
Rencontre entre deux plaques océaniques
C'est dans ce cas la plus dense des deux
plaques qui subit la subduction. Il s'agit
de la plaque la plus vieille. Ce
processus provoque l'apparition d'une
fosse océanique et d'un arc insulaire.
3
Les zones de collision
Les zones de collision correspondent au contact
entre deux parties continentales de plaques,
quand l'océan qui les séparait a disparu par
subduction. Aucun des deux continents ne va
s'enfoncer puisque leur densité est plus faible
que celle de l'asthénosphère sous-jacente. La
collision provoque un plissement conduisant à la
formation d'imposantes chaînes de montagnes.
Ce choc entretient une très forte activité
sismique.
Les failles transformantes
Ces failles forment la limite de deux
plaques qui "coulissent" l'une par
rapport à l'autre (décalage entre A et B
sur la figue ci-dessous). Ce type de
mouvement s'accompagne de séismes,
en l'absence de volcanisme.
Synthèse des mouvements des plaques lithosphériques
De la lithosphère océanique se crée au niveau des dorsales. Comme la taille de la Terre
reste constante, il faut donc que disparaisse une quantité de lithosphère océanique
sensiblement égale à celle formée aux dorsales. C'est ce qui se produit dans les zones de
subduction. Quand la convergence des plaques fait se rencontrer deux masses
continentales, il y a collision (non représentée sur le schéma ci-dessous).
4
Dorsale
Zone de subduction
Zone de collision
Faille transformante
( + récapitulatif)
5
6