Chapitre 2 : Conception du modèle connu de la tectonique des

Situation-problème : On a mis en évidence une expansion océanique et donc un modèle
dynamique de le Terre (concept lithosphère/asthénosphère). Rappel du modèle de la tectonique
actuel : des plaques rigides (lithosphériques) qui sont en mouvement les unes par rapport aux autres.
Chapitre 2 : Conception du modèle connu de la tectonique des plaques
Problème : Comment est venue l'idée de plaques tectoniques ?
I – Un premier modèle global : une lithosphère découpée en plaques rigides
A – Un modèle « plaquiste » :
Activité 1 : Des nouveaux arguments fournis par l'étude de la sismicité et le volcanisme (Fin du
XIXème siècle)
Carte actuelle mondiale de localisation des séismes
Activité 2 : La formulation précise de la théorie (1967-1968)
Diagramme synthétique d'Isacks, Oliver et Sykes (1968) illustrant la nouvelle tectonique
globale, dans laquelle la lithosphère joue le rôle clé
Bilan : À la fin des années soixante, la géométrie des failles transformantes océaniques permet de
proposer un modèle en plaques rigides. Des travaux complémentaires parachèvent l’établissement
de la théorie de la tectonique des plaques en montrant que les mouvements divergents (dorsales),
décrochants (failles transformantes) et convergents (zones de subduction) sont cohérents avec ce
modèle géométrique. Voir document 1 page 122 (Bordas).
B – Un exemple de volcanisme permettant la validation du modèle :
Activité 3 : Une première validation apportée par l'étude des points chauds
Bilan : Des alignements volcaniques, situés en domaine océanique ou continental, dont la position
ne correspond pas à des frontières de plaques, sont la trace du déplacement de plaques
lithosphériques au-dessus d’un point chaud fixe, en première approximation, dans le manteau.
Situation-problème : Le modèle de la tectonique actuelle prédit un déplacement de plaques
lithosphériques suivant 3 types de mouvements (divergent, convergent et décrochant). La
lithosphère se crée au niveau des dorsales (expansion océanique) et disparaît au niveau des zones de
subduction. Grâce aux nouvelles technologies, des mesures ont pu valider ou invalider ce modèle.
Problème : En quoi les mesures actuelles permettent-elles de valider ou invalider le
modèle ?
II – Le renforcement du modèle par son efficacité prédictive :
A – Prédiction des âges des sédiments :
Activité 4 : Forages et sédiments
Bilan : Le modèle prévoit que la croûte océanique est d’autant plus vieille qu’on s’éloigne de la
dorsale. Les âges des sédiments en contact avec le plancher océanique (programme de forage
sous-marins JOIDES) confirment cette prédiction et les vitesses prévues par le modèle de la
tectonique des plaques.
B – Prédiction des vitesses et des direction du mouvement des plaques :
Activité 5 : Les apports du GPS pour le déplacement des plaques tectoniques
Bilan : Le modèle prévoit des vitesses de déplacements des plaques (d’après le paléomagnétisme et
les alignements de volcans intraplaques). Avec l’utilisation des techniques de positionnement par
satellites (GPS), à la fin du XX ème siècle, les mouvements des plaques deviennent directement
observables et leurs vitesses sont confirmées.
Situation-problème : Vers les années 1970, un nouvel outil géophysique, la tomographie sismique
va apporter des informations cruciales sur le fonctionnement interne de la Terre et notamment du
manteau, permettant ainsi de faire évoluer le modèle de la tectonique des plaques. De plus,
parallèlement à ça, les études sur le terrain et en laboratoire a permis de comprendre les mécanismes
de fusion du magma et sa cristallisation, notamment au niveau des dorsales.
Problème : Comment peut-on rendre compte de l'état actuel du modèle de la
tectonique des plaques avec ces nouvelles données ?
III – L'évolution du modèle : le renouvellement de la lithosphère océanique.
A – Le modèle dynamique actuel de la tectonique des plaques :
Activité 6 : Les apports de la tomographie sismique dans le modèle dynamique actuel de la
tectonique des plaques
Bilan : En permanence, de la lithosphère océanique est détruite dans les zones de subduction et
produite dans les dorsales. Dans les zones de subduction, les matériaux de la vieille lithosphère
océanique s’incorporent au manteau (voir classe de Terminale).
Question : Que se passe-t-il au niveau des dorsales ? Comment la lithosphère océanique est créée ?
B – La formation de la lithosphère au niveau des dorsales :
Activité 7 : Fusion partielle du manteau et formation de lithosphère océanique
Bilan : La divergence des plaques de part et d’autre de la dorsale permet la mise en place d’une
lithosphère nouvelle à partir de matériaux d’origine mantellique. La remontée de l'asthénosphère
engendre une fusion partielle de celle-ci créant une lithosphère de composition chimique et
structurelle différente de l'asthénosphère.
Schéma-bilan : Le modèle de la tectonique des plaques : de la création de la lithosphère océanique
à sa disparition
Bilan général : La validité d'une théorie scientifique repose non seulement sur sa capacité à
proposer un modèle explicatif qui rend compte de l'ensemble des connaissances à un moment
donné mais aussi sur son efficacité prédictive qui lui permet d'intégrer des données inconnues au
moment de son élaboration. Elle se trouve ainsi confirmée et renforcée.
Cependant, une théorie scientifique n'est pas une explication figée et définitive. Elle subit aussi
toujours des perfectionnements et des modifications plus ou moins importantes au fur et à mesure
que des connaissances nouvelles apparaissent, voire des remises en cause partielles ou totales. Par
définition, une théorie scientifique est réfutable.