Indices de la subduction

Titre : marqueurs de la subduction en Amérique du Sud
Niveau : lycée – Terminale S
Thème : géodynamique (convergence et subduction)
Objectif :
Identifier des marqueurs de la subduction d’une plaque lithosphérique au niveau d’une frontière
de convergence.
Mots clés : subduction, plan de Bénioff-Wadati, convergence
Champ(s) disciplinaire(s) : SVT
Déroulement :
Le pourtour de l'Océan Pacifique, qualifié souvent de ceinture de feu, ne se distingue pas uniquement par ses
volcans mais aussi par une sismicité et un relief littoral très caractéristiques. En effet, tout autour de cet océan,
on est en présence d'une marge active où l'on enregistre très régulièrement des séismes, certains sont d'ailleurs
destructeurs et meurtriers. Cette activité va nous permettre de cartographier, à partir de bases de données des
centres de recherche en sismologie, l'activité sismique de ces marges actives et de mettre en relation cette
sismicité avec la convergence des plaques lithosphériques.
1ère étape :
Matériel : « banque de données sismiques » sur site Internet (www.edusismo.org)
La banque de données en ligne permet de visualiser des évènements sismiques récents qui affectent la côte
occidentale d’Amérique du Sud. On peut ainsi rechercher les références de séismes de forte magnitude ayant
récemment affecté cette région du globe. On peut alors faire afficher les coordonnées de ces séismes à l’aide de
“EduCarte” du site Internet (‘Educarte’ est un SIG accessible en ligne ou téléchargeable depuis le site).
On peut afficher les limites de plaques et constater qu’il s’agit d’une zone de limite de plaques bien identifiées
d’où des hypothèses (convergence, divergence, coulissement) ou bien on fait directement l'hypothèse que ces
séismes sont dus une subduction résultant de la convergence de deux plaques lithosphériques.
2ème étape :
Matériel : « EduCarte» (téléchargement depuis www.edusismo.org , rubrique ‘boîte à outils’
Pour éprouver les hypothèses, les élèves utiliseront les données fournies par le réseau de balises GPS de cette
région du globe. ‘EduCarte’ permet de sélectionner les balises utiles pour réaliser les mesures des
déplacements en longitude et en latitude. L'utilisation de ces mesures rend possible la détermination du sens,
de la direction et de la vitesse du déplacement des plaques lithosphériques. En consultant les données d’un
couple de balises, on peut évaluer le déplacement en longitude et en latitude des balises et déduire leur
mouvement relatif.
3ème étape :
Matériel : « EduCarte» sur site Internet ou sur cédérom
Les élèves rassemblent alors, en réalisant une coupe en profondeur judicieuse, l’ensemble des données
utilisées. La coupe ainsi réalisée doit comprendre l’ensemble des indicateurs d’une subduction abordés dans
l’exercice : localisation de la sismicité et plan de Bénioff-Wadati, vecteurs de déplacement des balises GPS et
convergence, répartition des volcans et magmatisme. En intégrant par ailleurs la topographie, ils peuvent
compléter la liste des indices de la subduction.
Il ne reste plus qu’à justifier l'hypothèse de départ en rassemblant les observations précédentes. On aura pu
montrer que la répartition des foyers sismiques peut être interprétée comme la conséquence de l'enfoncement
progressif (subduction) de la lithosphère océanique dans les zones profondes du globe.
Etape 1 :
Recherche sur site Internet de la sismicité récente le long de la côte Ouest d’Amérique du Sud
www.edusismo.org >> moteur de recherche de la sismicité
Requête de la sismicité en fonction de critères géographiques
Résultat de la requête – on pourra choisir un de ces séismes (ex : séisme de La Paz le 13 octobre 2006)
Ouverture de « EduCarte » - saisie d’un point pour affichage sur la carte
Etape 2 :
Evaluation des vitesses de déplacement de balises GPS dans la région étudiée
Après avoir recentré la carte et zoomer sur le secteur d’étude, on liste les balises susceptibles d’être étudiées
En sélectionnant « saisie d'un point » puis en cliquant sur une balise (ici EISL et IQQE), il est possible d'afficher son
déplacement dans le temps sous forme graphique. Tout déplacement de la balise vers le Nord (en latitude) ou vers l’Est
(en longitude) est indiqué par une valeur positive. Pour un déplacement de la balise vers le Sud (en latitude) ou vers
l’Ouest (en longitude) le déplacement sera indiqué par une valeur négative.
On peut étendre l’étude à d’autres balises comme BRAZ et LPGS.
Il ne reste plus qu’à saisir la vitesse de déplacement des balises par le module « saisie d’une vitesse »
Le déplacement des balises peut être comparé en mode absolu (par rapport au géoide) soir en mode relatif (un point du
globe est considéré comme fixe). Ci-dessous, IQQE est considérée comme point fixe.
Etape 3
Définir alors une coupe en profondeur (bloc diagramme 3D) judicieuse intégrant l’ensemble des indicateurs : sismicité,
volcanisme, balises GPS
Afficher le résultat en faisant pivoter le bloc diagramme 3D obtenu de manière à visualiser les différents éléments. La
topographie permet (après exagération verticale de l’échelle verticale permet d’intégrer l’indice relief.
Le bloc diagramme est prêt à l’impression et, une fois complété, accompagnera la synthèse.