Université du Québec à Montréal - Département des sciences de la

SCT4003 – INTRODUCTION À LA GÉODYNAMIQUE ET LA TECTONIQUE
GLOBALE
Plan de cours
RESPONSABLE DU COURS
Nom Fiona Darbyshire, Alessandro Forte
Local PK-7635, PK-7533
Téléphone 514-987-3000 poste 5054, 5607
Courriel [e-mail], [e-mail]
DESCRIPTION DU COURS
Ce cours vise à introduire la structure et la dynamique de la Terre et montrer leur rapport avec tous
les phénomènes géologiques. Sismologie et structure interne de la Terre. Ondes internes. Ondes
de surface. Sismicité. Mécanismes au foyer des tremblements de terre. Champ de gravite et
géoïde. Isostasie. Rebond post glaciaire. Rhéologie du manteau. Flux de chaleur et bilan
d'énergie. Champ magnétique terrestre. Inversion du champ magnétique terrestre.
Paléomagnétisme. Anomalies magnétiques marines et expansion des fonds océaniques. La
tectonique des plaques. Le cycle de Wilson. Cinématique. Stabilité des points triples. Évolution de
la lithosphère océanique. Convection dans le manteau terrestre. Tectonique comparée des
planètes internes. Applications générales: tectonique des plaques et climats, évolution de la croûte
continentale, l'atmosphère et l'hydrosphère.
CONTENU DU COURS
Introduction et historique
Dérive des continents; théorie de Wegener; exploration des fonds marins; expansion des fonds
océaniques; développement de la théorie de tectonique des plaques. Programmes de recherche et
révolutions scientifiques. Introduction à la structure interne de la Terre et ses caractéristiques
fondamentales.
Faculté des sciences
Département des sciences de la
Terre et de l’atmosphère
Trimestre : Hiver 2015
Horaire : Jeudi 10h30-12h + 13h-14h30
(cours),
14h45-16h15 (laboratoire)
Local : PK-R605

Les études du fond océanique
Révision des caractéristiques du champ magnétique terrestre et les méthodes de magnétisation
des roches. Inversions magnétiques et anomalies magnétiques du fond océanique. Le rôle des
données magnétiques au développement des théories de l’expansion du fond océanique. Taux
d’expansion et distribution d’âge des océans. Découverte des fosses océaniques et des failles
transformantes et leur rôle à la tectonique des plaques.
Mouvement des plaques
Particularités des frontières des plaques et leurs caractéristiques. Mouvement relatif des plaques
sur la sphère et dans l’approximation d’une Terre plate. Les points triples et leur stabilité. Les
points chauds et les panaches mantelliques. Développement des cadres de référence pour les
mouvements relatifs et absolus des plaques tectoniques.
La géodésie et les changements temporels des champs terrestres
Histoire des mesures géodésiques terrestres et par satellite. Surveillance des mouvements des
plaques. Les mesures d’interférométrie à très grande base et les techniques de GPS; implications
pour les connaissances des mouvements absolus des plaques. Interférométrie radar et la
surveillance des volcans et séismes. Études satellitaires globales de la gravité et du géoïde.
Surveillance des changements temporels des régions terrestres et marins.
La sismologie
Les contraintes et la déformation; rupture des failles. Propagation des ondes sismiques.
Mécanismes des séismes et l’étude des processus des failles. Rebond élastique et taux de
récurrence des séismes. Les types de séisme et les liens avec les frontières des plaques.
Distribution globale de la sismicité. Sismicité du Canada; frontières tectoniques et la sismicité intra-
plaque. Séismes significatifs du 20e/21e siècle. Formation et propagation des tsunamis. Risques
sismiques. Introduction à la tomographie sismique globale.
Paléomagnétisme
La géométrie du champ magnétique terrestre et la magnétisation des roches. Mouvements des
pôles magnétiques. Calcul des paléo-pôles et paléo-latitudes. Trajectoire apparente des pôles et le
mouvement des continents. Reconstruction des continents. Le cycle des supercontinents. Calcul
des convergences et divergences des continents.
Le chaleur et l’énergie de la Terre
Introduction à la géodynamique. Bilan thermique de la Terre. Mécanismes de production et
transport de chaleur. Flux de chaleur dans les continents et les océans. Les forces sur les plaques.
Viscosité et d’autres caractéristiques physiques du manteau. Convection du manteau et l’effet sur
la dynamique de la Terre. Rôle des informations de la tomographie sismique globale.
Le cycle de Wilson
Étapes du cycle. Les rifts intracontinentaux et les bassins sédimentaires. Mécanismes de formation
et évolution des rifts. La formation du bassin océanique et les marges continentales. Processus
actifs et passifs aux dorsales médio-océaniques. Expansion des fonds marins. Les rifts avortés et
les aulacogènes.
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La subduction
Le bilan du fond océanique. Âge du fond océanique. La structure et les processus des zones de
subduction. Géométrie de la subduction. Sismicité et activité magmatique. Les bassins avant- et
arrière-arc. Les effets de subduction. L’accrétion des terranes géologiques. Formation et évolution
de la croûte continentale ancienne. Évidence de subduction aux continents anciens.
La collision continentale
Exemples-types du présent (l’Himalaya, les Alpes etc.). Processus des zones de collision.
Formation et évolution des orogènes. Structure profonde des zones de collision. Reconstructions
tectoniques. Effets des collisions sur la tectonique régionale. Extrusion de la croûte continentale.
Les interactions entre la collision, la topographie, les processus d’érosion et le climat.
Formation, évolution et tectonique des planètes telluriques
Les caractéristiques physiques des planètes. Données et interprétations géophysiques.
Topographie, gravité et l’âge de la surface. Formation de la Lune. Évidence pour l’activité
magmatique passée. La présence ou l’absence de la tectonique active.
MODALITÉS D’ÉVALUATION
Outil d’évaluation
Pondération
Échéance
Examen mi-session
35 %
26 février 2015
5 ou 6 laboratoires
30 %
Examen final
35 %
30 avril 2015
RÉFÉRENCES
Condie, K. C., 1997. Plate Tectonics, 4th Edition. Butterworth-Heinemann.
Condie, K. C., 2011. Earth as an Evolving Planetary System, 2nd Edition. Academic Press.
Cox, A., Hart, B. R., 1986. Plate Tectonics: How It Works, 1st Edition. Wiley-Blackwell.
Davies, G. F., 2000. Dynamic Earth: Plates, Plumes and Mantle Convection. Cambridge University
Press.
Davies, G. F., 2011. Mantle Convection for Geologists, 1st Edition. Cambridge University Press.
Fowler, C. M. R., 2004. The Solid Earth: An Introduction to Global Geophysics, 2nd Edition.
Cambridge University Press.
Jolivet, L., Nataf, H.-C., 1998. Géodynamique (French Edition). Dunod.
Kearey, P., Klepeis, K. A., Vine, F. J., 2009. Global Tectonics, 3rd Edition. Wiley-Blackwell.
Montagner, J. P., 1997. Sismologie: la musique de la terre. Hachette.
Rogers, N., Blake, S., Burton, K., Widdowson, M., Parkinson, I., Harris, N., 2008. An Introduction to
Our Dynamic Planet, 1st Edition. Cambridge University Press.
Stacey, F. D., Davis, P. M., 2008. Physics of the Earth, 4th Edition. Cambridge University Press.
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Stein, S., Wysession, M., 2002. An Introduction to Seismology, Earthquakes and Earth Structure,
1st Edition. Wiley-Blackwell.
Sites Web d’intérêt :
Les notes (en format PDF) du cours de Tectonique des plaques de Tony
Watts à l'Université d'Oxford sont disponibles à:
http://www.earth.ox.ac.uk/tony/watts/downloads/Plate_Tectonics_2009_ABW2.pdf
De nombreuses informations et des données sont directement accessibles par l'intermédiaire du
web. La liste des sites ci-dessous n'est pas exhaustive.
Certaines données sont disponibles en format kml pour visualisation avec
Google Earth.
National Geophysical Data Center. NOAA. Boulder (CO). http://www.ngdc.noaa.gov
Ce site offre différentes données globales (topographie, bathymétrie, âge du plancher océanique,
gravité, etc.) qui peuvent être déchargées ou visualisées.
USGS National Earthquake Information Center HOME PAGE http://earthquake.usgs.gov
Ce site présente toutes les données d'activité sismique en temps réel. Les mécanismes au foyer
des tremblements de Terre les plus récents sont aussi affichés.
USGS National Earthquake Information Center World Data Center A for Seismology
http://earthquake.usgs.gov/regional/world/seismicity/
Incorporated Research Institutions for Seismology
http://www.iris.edu/hq/
USGS Volcano hazards program
http://volcanoes.usgs.gov/
Présente l'état de l'activité volcanique et des liens a d'autres sites.
NASA National Aeronautics and Space Administration
http://www.nasa.gov/
Le site présente des images de la Terre vue de l'espace ainsi que les programmes d'exploration
planétaire de NASA.
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Règlement no 18 sur les infractions de nature académique
PLAGIAT
Tout acte de plagiat, fraude, copiage, tricherie ou falsification de document commis
par une étudiante, un étudiant, de même que toute participation à ces actes ou
tentative de les commettre, à l’occasion d’un examen ou d’un travail faisant l’objet
d’une évaluation ou dans toute autre circonstance, constituent une infraction au
sens de ce règlement.
La liste non limitative des infractions est définie comme suit :
• la substitution de personnes ;
• l’utilisation totale ou partielle du texte d’autrui en le faisant passer pour sien ou sans
indication de référence ;
• la transmission d’un travail pour fins d’évaluation alors qu’il constitue essentiellement
un travail qui a déjà été transmis pour fins d’évaluation académique à l’Université ou
dans une autre institution d’enseignement, sauf avec l’accord préalable de
l’enseignante, l’enseignant ;
• l’obtention par vol, manœuvre ou corruption de questions ou de réponses d’examen
ou de tout autre document ou matériel non autorisés, ou encore d’une évaluation non
méritée ;
• la possession ou l’utilisation, avant ou pendant un examen, de tout document non
autorisé ;
• l’utilisation pendant un examen de la copie d’examen d’une autre personne ;
• l’obtention de toute aide non autorisée, qu’elle soit collective ou individuelle ;
• la falsification d’un document, notamment d’un document transmis par l’Université ou
d’un document de l’Université transmis ou non à une tierce personne, quelles que
soient les circonstances ;
• la falsification de données de recherche dans un travail, notamment une thèse, un
mémoire, un mémoire-création, un rapport de stage ou un rapport de recherche.
Les sanctions reliées à ces infractions sont précisées à l’article 3 du Règlement
no 18.
Pour plus d’information sur les infractions académiques et comment les prévenir :
www.integrite.uqam.ca
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