Université du Québec à Montréal - Département des sciences de la
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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 SCT4003 – INTRODUCTION À LA GÉODYNAMIQUE ET LA TECTONIQUE GLOBALE Plan de cours RESPONSABLE DU COURS Nom Local Téléphone Courriel Fiona Darbyshire, Alessandro Forte PK-7635, PK-7533 514-987-3000 poste 5054, 5607 [email protected], [email protected] 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. 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 intraplaque. 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. 2 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 Examen mi-session 5 ou 6 laboratoires Examen final Pondération Échéance 35 % 30 % 35 % 26 février 2015 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. 3 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. 4 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 5 Politique 16 sur le harcèlement sexuel Le harcèlement sexuel se définit comme étant un comportement à connotation sexuelle unilatéral et non désiré ayant pour effet de compromettre le droit à des conditions de travail et d’études justes et raisonnables ou le droit à la dignité. La Politique 16 identifie les comportements suivants comme du harcèlement sexuel : 1. Manifestations persistantes ou abusives d’un intérêt sexuel non désirées. 2. Remarques, commentaires, allusions, plaisanteries ou insultes persistants à caractère sexuel portant atteinte à un environnement propice au travail ou à l’étude. 3. Avances verbales ou propositions insistantes à caractère sexuel non désirées. 4. Avances physiques, attouchements, frôlements, pincements, baisers non désirés. 5. Promesses de récompense ou menaces de représailles, implicites ou explicites, représailles liées à l’acceptation ou au refus d’une demande d’ordre sexuel. 6. Actes de voyeurisme ou d’exhibitionnisme. 7. Manifestations de violence physique à caractère sexuel ou imposition d’une intimité sexuelle non voulue. 8. Toute autre manifestation à caractère sexuel offensante ou non désirée. Pour plus d’information : http://www.instances.uqam.ca/ReglementsPolitiquesDocuments/Documents/Politi que_no_16.pdf Pour rencontrer une personne ou faire un signalement : Bureau d’intervention et de prévention en matière de harcèlement : 514-987-3000, poste 0886 http://www.harcelement.uqam.ca 6
