Tectonique des plaques - espaces-geo

Océanographie géologique Chapitre 1c Tectonique
Tectonique des plaques
Introduction
La limite des plaques est l’élément structural le plus significatif de la planète vu qu’il
reflète la dynamique interne de la terre (Fig. 1.32). La figure 1.3 illustre la géographie des
plaques terrestres. La surface terrestre rigide ou lithosphère est divisée en une mosaïque de 7
plaques majeures et quelques plaques plus petites. Les plaques principales sont limitées par
des rides océaniques, fosses et système de chaînes montagneuses récentes. Elles incluent les
plaques pacifique, eurasienne, nord américaine, sud américaine, africaine, australienne et
antarctique. La plus large est la plaque Pacifique, elle se compose presque principalement de
croûte océanique et couvre environ 20% de la surface terrestre. Les autres plaques sont
constituées de croûte océanique et continentale. Il n’y a pas de plaques majeures constituées
uniquement de croûte continentale. Les autres plaques incluent la Chine, les Philippines,
l’Arabie, Juan de Fuca, Cocos, Caraïbes et Ecosse ainsi que quelques autres qui n’ont pas été
définies précisément. Les petites plaques se forment à proximité des limites convergentes des
plaques majeures où se produisent des collisions entre 2 continents ou entre continent et
océan. Les petites plaques sont caractérisées par des mouvements complexes et rapides. Les
plaques prises isolément ne sont pas des structures permanentes, elles sont en mouvement
(i.e., rotation) permanent et changent continuellement de taille et de forme. Les plaques sans
croûte continentale peuvent disparaître entièrement au niveau des zones de subduction. Une
plaque peut changer de taille par accrétion de nouvelle croûte océanique le long de la marge
passive.
Figure 1.32 – Tectonique des plaques – Hamblin & Christiansen, 1995
Limites des plaques
Il existe 3 types de limites de plaques:
(1) divergente – zone de tension où les plaques s’écartent ;
(2) convergente – zone de collision où une plaque s’enfonce dans le manteau ;
(3) faille transformante – zone de cisaillement où les plaques glissent latéralement.
Chaque plaque tectonique est rigide et se déplace comme une unité mécanique (i.e., une
partie bouge, toute la plaque bouge). Il y a relativement peu de modifications dans le centre de
la plaque. Presque toute l’activité tectonique se produit aux limites des plaques tectoniques.
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Source!:
Université de Strasbourg (France)

Océanographie géologique Chapitre 1c Tectonique
Figure 1.33 – Types de limite entre les plaques lithosphériques – USGS web site
Processus au niveau des divergences
Les plaques se fragmentent et s ‘écartent (Fig. 1.34). Lorsque la divergence se produit en
milieu continental, un rift se développe, les fragments continentaux s ‘écartent et un nouveau
bassin océanique se développe (Fig. 1.35). Il s’agit d’une zone caractérisée par des tensions,
provoquant des fractures, failles et fissures. La magma basaltique est injecté dans les fissures
ou s’épanche à la surface du plancher océanique. Le magma se refroidit et devient partie
prenante des plaques en mouvement. Ce sont des zones les plus actives en ce qui concerne
l’activité volcanique sur terre mais peu spectaculaire, caractérises par des éruptions
uniquement au niveau des fissures. L’importance du volcanisme est soulignée par le fait que
durant 200 Ma plus de 50% de la surface terrestre a été créée par cette activité volcanique au
niveau des divergences. A l’exception des rifts en Afrique et à l’ouest de l’Amérique du nord,
toutes les zones de divergences sont submergées et donc non observables directement. Il
existe des exemples de rifting continental à différents stades dans le monde, du stade initial
(i.e., Est de l’Afrique) vers la maturité (i.e., Océan Atlantique).
Figure 1.34 - Divergence – Gabler et al., 1994
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Océanographie géologique Chapitre 1c Tectonique
Par exemple, la ride médio-Atlantique s’étend de l’Afrique à l’Arctique. Elle se
caractérise par un taux d’expansion de 2.5 cm/an (i.e., 25 km/Ma). Il s’agit d’un phénomène
lent mais qui cause des déplacements sur des milliers de kilomètres vu sa durée sur plusieurs
millions d’années. Vu la taille de la terre, la création de nouvelle croûte océanique doit être
compensée ailleurs par un recyclage au niveau des limites convergentes.
Fig. 1.35 – Evolution au niveau
d’une divergence – Hamblin &
Christiansen, 1995
Processus au niveau des convergences
Il s’agit de zones où se produisent des phénomènes géologiques complexes avec activité
volcanique, déformation crustale et surrection de chaînes de montagne (Fig. 1.36). Les
processus dépendent de la nature des croûtes en collision.
(a) Collision océan-océan: une des plaques océaniques passe sous l’autre par subduction.
La plaque subductée s’enfonce dans l’asthénosphère où elle s’échauffe et est
incorporée dans le manteau.
(b) Collision continent-océan : la plaque continentale plus légère résiste et la plaque
océanique s’enfonce.
(c) Collision continent-continent: il n’y a pas de subduction possible, l’une des plaques
peut passer au-dessus de l’autre pour une courte distance. Les deux masses
continentales sont comprimées et les continents finissent pas s’assembler en une seule
masse continentale avec une chaîne de montagne qui souligne la suture.
Dans les zones de subduction, l’interaction entre les 2 plaques est visible sur les profils de
sismique réflection. Les sédiments non consolidés s’accumulent et constituent un prisme
d’accrétion. La zone de convergence se marque par une fosse océanique, le mouvement
descendant de la plaque génère une zone inclinée d’activité sismique.
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Fig. 1.36 – Types de convergences – USGS web site
Exemples de convergences:
- Dans le Pacifique, la collision entre les plaques eurasiennes et philippines est
responsable de la formation de l’arc insulaire du Japon.
- Au niveau de l’Amérique du sud, les plaques sud américaines et Nazca se rejoignent et
forment une fosse le long de la côte sud ouest américaine ainsi que la chaîne des
Andes à l’arrière.
- Au niveau de l’Océan Indien, la plaque australienne a heurté la plaque asiatique et
engendré la chaîne himalayenne.
Processus au niveau des failles transformantes
Les failles transformantes représentent des zones de cisaillement où il n’y a ni destruction,
ni création de croûtes. Le mouvement est horizontal, parallèle à la faille. Le type de
déplacement se transforme à l’extrémité de la partie active de la faille. Par exemple, le
mouvement divergent au niveau de la ride peut se modifier en un mouvement convergent au
niveau de la zone de subduction. Différentes combinaisons sont possibles: ride-ride, ride-
fosse, fosse-fosse (Fig. 1.37).
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Fig. 1.37 – Processus au niveau des failles
transformantes – Hamblin & Christiansen, 1995
Le mouvement le long des failles engendre une activité sismique. La répétition de ces
failles confère une forme de zigzag aux limites de plaques (e.g., ride médio-Atlantique). Les
failles transformantes n’apparaissent qu’exceptionnellement en milieu continental (e.g., Faille
de San Andreas au niveau de la côte ouest américaine).
Mis à part les trois types de limites évoquées précédemment, il existe d’autres limites mal
définies, impliquant plusieurs plaques et des micro-plaques (Fig. 1.38).
Figure 1. 38 – Limites des plaques non déterminées – USGS web site
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