Modéliser la surface de la Terre : frontières et

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Séquence 5 – SN12
Séquence 5
Modéliser la surface de la Terre :
frontières et déplacement
des plaques lithosphériques
Sommaire
1. Le recyclage de la lithosphère océanique
2. Le premier modèle de la tectonique des plaques
3. Affiner et réactualiser le modèle de la tectonique des plaques
Exercices de la séquence 5
Glossaire des séquences 4 et 5
Documents annexes
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Séquence 5 – SN12
1Le recyclage
de la lithosphère océanique
Carte des âges des fonds océaniques
Pratiquer une démarche scientifique (observer, questionner, formuler
une hypothèse, expérimenter, raisonner avec rigueur, modéliser).
Recenser, extraire et organiser des informations.
Colorier chaque tranche d’âge de la lithosphère océanique d’une cou-
leur différente.
Déterminer l’âge de la plus vieille lithosphère océanique observée.
Comparer cette valeur avec l’âge de la lithosphère continentale : envi-
ron 4 milliards d’années. Que pouvez-vous en déduire ?
On a montré que la lithosphère océanique apparaît au niveau des dor-
sales. Comme la Terre a une surface fi xe, cela veut dire qu’il y a dispa-
rition de lithosphère à un autre endroit du globe.
Comment la lithosphère océanique disparaît-ellede la sur-
face de la Terre?
Les résultats de nombreux enregistrements sismiques ont permis de ca-
ractériser les phénomènes ayant lieu au niveau des zones de disparition
de la lithosphère océanique, qu’on appelle zones de subduction.
Document 1
Mobiliser les
acquis
Un constat
Questions
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Séquence 5 – SN12
AÉtude de la profondeur
des foyers sismiques
Disposition des foyers sismiques (À l’aide du logiciel Tectoglob)
Exprimer et exploiter des résultats, à l’écrit, , en utilisant les technologies
de l’information et de la communication.
Lancer le logiciel Tectoglob. Faire apparaître séismes et volcans. Cen-
trer la carte sur le Pacifique. Que constatez-vous ?
Zoomer de façon à n’avoir dans votre champ de vision que l’Amérique
du sud.
Tracer une coupe à environ 25° de latitude sud, entre 80 et 60° de lon-
gitude. Pour l’aide au tracé d’une coupe sous Tectoglob, voir la fiche
n° 8.
Imprimer votre travail. Compléter avec les légendes suivantes : chaîne
volcanique (Andes), fosse océanique, fonds océaniques.
Tracer une droite passant par le maximum de foyers sismiques. Calcu-
ler l’angle que fait cette droite avec l’horizontale.
Que pouvez-vous constater constatant la profondeur maximale des
foyers des séismes ? Sachant que les séismes ne peuvent se produire
qu’au sein de la lithosphère, quelle hypothèse pouvez-vous faire
concernant le devenir de la plaque Pacifique à cet endroit ?
A l’endroit où la plaque océanique disparaît, on observe un important relief négatif : la fosse
océanique. Au voisinage des fosses océaniques, la distribution des foyers des séismes en fonc-
tion de leur profondeur s’établit selon un plan incliné appelé plan de Bénioff.
À retenir
BÉtude des profils de vitesse
des ondes P
On rappelle que Wegener pensait que la croûte continentale seule se
déplaçait, en glissant directement « dans » ou « à la surface de » la
croûte océanique. De nos jours, on sait que ce n’est pas la croûte seule
qui est mobile, mais la lithosphère. Les plaques formant la lithosphère
sont rigides. On peut caractériser les propriétés de la lithosphère en uti-
lisant les profils sismiques des ondes P.
Activité 1
Questions
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Séquence 5 – SN12
Les plaques lithosphériques
Recenser, extraire et organiser des informations.
La lithosphère terrestre est constituée d’une mosaïque de plaques li-
thosphériques rigides.
Plaque
Pacifique
Plaque
Philippine
Plaque
Eurasiatique
Plaque
Africaine
Plaque
Arabique
Plaque
Indo
Australienne
Plaque
Sud
Américaine
Plaque
Nord
Américaine
Plaque Antarctique
Plaque
Pacifique
Plaque
des Caraïbes
Plaque
des Cocos
Plaque
Nazca
Mouvement de convergence
Mouvement de divergence
 Identifier une plaque ne portant que de la lithosphère océanique.
Identifier une plaque à la fois de la lithosphère océanique et de la
lithosphère continentale.
1. Au niveau des fonds abyssaux
On commence par étudier le profil des ondes P au milieu du domaine
océanique, loin des côtes et de la dorsale.
On rappelle que plus un milieu est dense, plus les ondes s’y propagent
vite.
Profil sismique en domaine abyssal
Recenser, extraire et organiser des informations.
Percevoir le lien entre sciences et techniques.
On étudie le profil des ondes P au niveau des fonds abyssaux (c’est-à-
dire au milieu du domaine océanique).
Activité 2
Document 2
Questions
Activité 3
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Séquence 5 – SN12
Profil de vitesse des ondes P
Vitesse (km . s-1)
02431 56789
0
50
100
150
200
250
300 Profondeur (km)
Ondes S Ondes P
 Sur un profil de vitesse des ondes P, repérer la base de la lithosphère.
 Indiquer sa température moyenne.
Comment pouvez-vous interpréter le ralentissement des ondes P entre
100 km et 200 km de profondeur ?
La base de la lithosphère est constituée de péridotite ductile, c’est-à-
dire très partiellement fondue (1 %). Cette fusion partielle diminue la
densité de la roche, et provoque un ralentissement des ondes : on parle
de LVZ (Low Velocity Zone). Le haut de la LVZ marque la séparation entre :
– la lithosphère, située au-dessus de la LVZ, qui a un comportement rigide
– l’asthénosphère (du grec asthenos, sans résistance) située en-des-
sous de la LVZ, qui est constituée de manteau déformable.
2. Au niveau des zones de subduction
On s’intéresse maintenant au profil des ondes sismiques au niveau des
zones de disparition de la lithosphère océanique. On reprend l’exemple
de la côte est chilienne.
Profil sismique en zone de subduction
Recenser, extraire et organiser des informations
Document 3
Questions
Activité 4
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