La tectonique des plaques

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Réf : 840 086
La tectonique des plaques
Le puzzle des continents
1. Objectifs pédagogiques
En 18 minutes, le DVD retrace la révolution scientifique amorcée
avec l’hypothèse d’Alfred Wegener sur la dérive des continents et
s’achève sur la théorie actuelle dite tectonique des plaques globales.
Combinant l’infographie en couleurs à une vidéo vivante passionnante montrant des sites dans le monde entier, ”Le puzzle des
continents” décrit l’emplacement des plaques lithosphériques, les
raisons pour lesquelles leur interaction provoque des tremblements
de terre et la formation de volcans, et la façon dont leur mouvement perpétuel est régi par des forces venant des profondeurs de
la Terre.
Les hypothèses d’Alfred Wegener sur la dérive des continents déclenchèrent une vague de polémiques scientifiques qui conduisirent à rejeter la notion d’immobilité de la croûte terrestre et à accepter l’évolution de cette dernière dans le temps et dans l’espace.
L’écorce terrestre, ou lithosphère, est divisée en grandes plaques
tectoniques qui se déplacent lentement - par convergence, divergence et glissement les unes contre les autres. Lors de leur lent déplacement, les limites de ces plaques deviennent le centre d’une
séismicité récurrente et d’éruptions volcaniques spectaculaires.
Considérée comme l’une des plus grandes théories de la géologie
du vingtième siècle, la tectonique des plaques couvre les domaines
de la géologie, de l’océanographie, de la séismologie et de la paléontologie. Cette notice comporte, outre le plan général minuté,
un GLOSSAIRE, des ÉLÉMENTS DE RÉFLEXION et des TRAVAUX PRATIQUES permettant de placer les élèves en situation d’interactivité
pédagogique : elle constitue ainsi un véritable guide d’accompagnement didactique.
2. Plan général
00 min 00 s - 01 min 51 s
• D’Alfred WEGENER à nos jours : de la dérive des continents à la
théorie de la tectonique des plaques.
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01 min 52 s - 03 min 02 s
• Le puzzle des continents et l’hypothèse de la Pangée : indices géographiques, paléontologiques, paléoclimatiques.
03 min 03 s - 03 min 54 s
• La dérive des continents : une révolution chez les géologues contre
l’immobilisme ; mais vers 1920 l’écorce terrestre est mal connue.
03 min 55 s - 05 min 08 s
• Dorsales médio-océaniques et fosses océaniques profondes :
les apports de l’échosondage font découvrir le relief très accidenté des fonds océaniques.
05 min 09 s - 06 min 04 s
• Indices géophysiques : les études sismiques et volcanologiques
font progresser les connaissances, de même que les investigations
paléomagnétiques ; les roches des fonds océaniques se
révèlent d’autant plus anciennes qu’elles sont éloignées des dorsales... Les continents sont bien en dérive !
06 min 05 s - 07 min 23 s
• Les plaques lithosphèriques : Les systèmes dérivants se révèlent
bien plus étendus que les continents : explication de leur mobilité permanente en lien avec la répartition des volcans et séismes.
07 min 24 s - 11 min 09 s
• Les limites divergentes : les RIFTS ; expansion médio-océanique ;
naissance de bassins océaniques ; asthénosphère et lithosphère,
courants de convection : la tectonique des plaques tient compte
de tout un faisceau de découvertes appartenant à des domaines
scientifiques variés.
11 min 10 s - 13 min 14 s
• Les limites de plaques convergentes et les zones de subduction :
genèse de chaînes de montagne, relation avec volcans et séismes
à la collision entre plaque océanique et plaque occidentale.
13 min 15 s - 14 min 42 s
• Limites glissantes : les FAILLES TRANSFORMANTES. Le frottement
latéral de plaques en contact est à l’origine de failles et de séismes
d’autant plus violents que les contraintes augmentent entre deux
tremblements de terre.
14 min 43 s - 15 min 31 s
• Les points chauds : explication des ”chapelets” volcaniques se
constituant progressivement à travers la croûte océanique ; un système à transporter les montagnes !
15 min 32 s - 17 min 16 s
• Épilogue : Si Alfred WEGENER avait pu connaître l’aboutissement
de sa théorie initiale !
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3. Glossaire
• La dérive des continents : théorie expliquant le déplacement relatif des continents au cours de l’ère géologique.
• Pangée : supercontinent dont le morcellement s’est produit au
cours du Paléozoïque et ayant dérivé vers les positions que l’on
observe actuellement.
• La tectonique des plaques : théorie en géologie selon laquelle
l’écorce terrestre est composée d’une mosaïque de grandes plaques se déplaçant lentement.
• Lithosphère : couche terrestre la plus fine et la plus rigide contenant toutes les roches sous les océans (croûte océanique) et sur
les continents (croûte continentale).
• Asthénosphère : couche de roche tendre, partiellement en fusion reposant sous la lithosphère rigide (croûte).
• Limite divergente : zone de l’écorce terrestre de séparation des
plaques tectoniques.
• Fossé d’effondrement : dans les océans, profonde fracture centrale située le long du sommet de la dorsale médio-océanique. Sur
terre, vallée étendue en longueur recouvrant une longue région
de croûte.
• Dorsale médio-océanique : chaîne de montagne sous-marine située le long des limites de plaques divergentes à l’endroit de formation active d’une nouvelle croûte océanique.
• Expansion océanique : théorie expliquant la formation d’une nouvelle croûte océanique par la remontée par convection du magma
profond en surface au niveau des dorsales médio-océaniques et
son déplacement de 1 à 10 centimètres par an.
• Limite convergente : zone de l’écorce terrestre où se produit une
collision des plaques tectoniques.
• Zone de subduction : région étendue où les plaques en collision
font passer une plaque lithosphérique sous une autre, générant
ainsi la formation de fosses océaniques profondes, de chaînes de
montagne ou de volcans.
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• Limite transformante : zone de l’écorce terrestre le long de laquelle les plaques tectoniques glissent les unes contre les autres.
• Point chaud : région isolée de situation relativement fixe, présentant une activité volcanique indiquée par une suite de volcans
éteints.
4. Éléments de discussion
• Un grand nombre des détracteurs d’Alfred Wegener ne pouvaient
simplement pas accepter la notion de dérive des continents. Un
géologue affirma que l’hypothèse émise par Wegener constituait
une théorie ”farfelue”. Un autre critiqua Wegener pour avoir pris
”de grandes libertés concernant l’écorce terrestre rigide” ; à
l’époque de Wegener, les hommes de science croyaient que le lent
refroidissement du centre de la Terre provoquait la contraction et
le plissement de l’écorce externe à la manière de la peau ridée d’une
pomme. L’écorce terrestre s’était ainsi plissée jusqu’à former les
grandes chaînes de montagne du Monde. Les détracteurs de la dérive des continents affirmèrent également que les bassins océaniques ne subissaient aucune évolution et possédaient leur forme
depuis la formation de la Terre. Suivant leur raisonnement, la ressemblance des fossiles de par les océans signifiait simplement que
des ponts continentaux voisins avaient servi de voies de passage
à la migration de la faune et de la flore.
Dans un débat imaginaire entre Wegener et ses détracteurs, argumentez en faveur de la dérive des continents. Utilisez pour cela
des éléments contenus dans la vidéo et dans votre livre de géologie.
• Les vitesses de déplacement le long des limites lithosphériques
vont de 1 à 10 centimètres par an. En admettant que la vitesse
moyenne de dérive le long de la dorsale médio-Atlantique soit de
5 centimètres par an et compte-tenu que l’Océan Atlantique a une
largeur moyenne de 5000 kilomètres, calculez le nombre d’années
qu’il a fallu à l’Atlantique pour s’ouvrir et atteindre sa position actuelle. Calculez le temps qu’il faudra à la même vitesse pour que
Los Angeles et San Francisco (actuellement séparées de 650 kilomètres) se rejoignent le long de la limite transformante sur le côté
ouest de la plaque nord-américaine. A l’aide d’une carte du monde,
imaginez ensuite les changements que sont susceptibles de
connaître les continents (déplacement) et les océans (forme) au
cours des 100 millions d’années à venir si :
A. La divergence se poursuit le long de la Mer Rouge et du Golfe
d’Aden.
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B. Une nouvelle limite de plaque se crée à l’endroit où l’Océan
Atlantique sud commence à passer sous la côte Est de l’Amérique
du Sud.
C. La plaque africaine exerce une poussée vers le nord à la rencontre de la plaque eurasiatique.
D. La faille longitudinale du Golfe de Californie s’étend vers le nord.
• Les géologues ont soutenu qu’il n’y avait pas une seule, mais deux
masses de terre en présence lorsque l’Océan Atlantique a commencé
à s’ouvrir il y a environ 170 millions d’années. De quel élément de
preuve spécifique auriez-vous besoin pour étayer cette hypothèse ?
• Donnez votre conception de ce que la vie sur terre aurait été si
les continents ne s’étaient jamais séparés. (Une suggestion : dans
votre réponse, pensez à des endroits comme l’Australie, Madagascar
et l’Antarctique).
• Quels types d’interactions de plaques ont provoqué les tremblements de terre de San Francisco (1906 et 1989), de Tokyo au Japon
(1923), d’Anchorage en Alaska (1964) et de Mexico (1985) ? Citez
les plaques impliquées dans ces catastrophes et indiquez leur mouvement relatif.
• Existe-t’il une preuve de la dynamique de l’écorce terrestre dans
le système solaire ?
5. Travaux pratiques
Matériel nécessaire : Carte du monde à décalquer. Crayons ou marqueurs de couleur. Sur une carte du monde fournie par le professeur, situez les éléments énumérés ci-dessous à l’aide de crayons
ou de marqueurs de couleur :
• Dessinez la faille de San Andreas sous forme de tirets. Nommez
les plaques situées le long de la faille et utilisez des flèches pour
en indiquer le mouvement relatif.
• Dessinez les montagnes résultant de la collision entre la plaque
indienne et la plaque eurasiatique.
• Tracez un trait rouge plein le long de la dorsale médio-océanique.
Utilisez des flèches pour montrer le sens relatif du mouvement du
fond marin de chaque côté de la dorsale.
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• Parmi les roches formant la croûte océanique de l’Océan
Atlantique, distinguez les plus jeunes (J) et les plus anciennes (A).
• A l’aide de triangles rouges, indiquez la position des îles Hawaii.
Indiquez l’endroit où se situe le point chaud actif et montrez la
direction relative de la plaque Pacifique à cet endroit.
• A l’aide de triangles rouges, indiquez la position de la chaîne des
Cascades dans le Pacifique nord-ouest. Légendez les plaques impliquées dans ce phénomène et montrez leur mouvement relatif.
• A l’aide de triangles rouges symbolisant une activité volcanique,
situez la “ceinture de feu du Pacifique”.
• Tracez une ligne bleue pleine à l’endroit où la plaque pacifique
entre en collision et glisse sous les plaques nord-américaine, eurasiatique et sud-américaine.
• A partir de la réponse précédente, indiquez la fosse océanique
située au large de la côte du Japon. A l’aide des lettres (P) pour
profond et (S) pour peu profond, légendez les épicentres des
tremblements de terre que vous vous attendez à trouver à différentes profondeurs le long de cette zone de subduction.
Réf : 840 086
Rue Jacques-Monod, ZI nº1, Nétreville, BP 1900, 27019 Evreux cedex, France
Métropole - Tel : +33 (0)2 32 29 40 00 - Fax : +33 (0)2 32 29 43 99
International - Tel : +33 (0)2 32 29 40 42 - Fax : +33 (0)2 32 29 43 05
Minitel : 3 6 1 4 J E U L I N - Internet : www.jeulin.fr - E-mail : [email protected]
SA au capital de 3 233 762 € - RCS Evreux B 387 901 044 - Siret 387 901 044 00017
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