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La tectonique des plaques et la cinématique
III. LES DONNÉES DE LA SISMOLOGIE
Partie 2
1. La sismicité mondiale : limite des grandes plaques (a, b, c, d)
2. Les mécanismes au foyer des séismes : notion de sphère focale
3. Rappel : les projections stéréographiques
4. Le plan auxiliaire et le vecteur glissement
5. Les très grands séismes
6. Retour sur la sismologie globale
7. Les frontières convergentes
8. Les frontières divergentes
9. Les mouvements relatifs aux frontières des plaques
10. La base de la lithosphère
En 4 parties
Voir chapitre 8
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Extrait du site elements-geologie.com, complémentaire du livre Éléments de géologie 15e éd. de Maurice Renard, Yves Lagabrielle, Erwan Martin et Marc de Rafélis, © Dunod Editeur, 2015.
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Comme les plaques sont indéformables (sauf à leurs bordures où la déformation se distribue dans le volume occupé par
les érogènes), la répartition des séismes dessine la frontière des grandes plaques.
Exercice :
suivre et tracer les régions où se concentrent les séismes et comparer avec les cartes suivantes
qui donnent les limites des plaques.
1. La sismicité mondiale : limite des grandes plaques (a)
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On peut ainsi définir les limites des grandes plaques.
A ce stade, on ne peut caractériser les types de frontières. Il manque les données relatives à la dynamique, à la source des
séismes. Sont-ce des types compressifs, extensifs, décrochants ? Seule la connaissance des mécanismes au foyer des
séismes à toutes les frontières, et éventuellement des vecteurs glissement peut nous éclairer sur la cinématique des
mouvements entre les plaques.
1. La sismicité mondiale : limite des grandes plaques (b)
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La tectonique des plaques fournit une explication pour les surfaces de Wadati-Benioff.
La tectonique des plaques en donne un explication magistrale. Les séismes superficiels sont dus au frottement de la
plaque qui descend. On peut aussi expliquer le double plan de sismicité intermédiaire, supérieure et inférieure (70-200
km), au sein de la plaque subduite, bien mis en évidence au Japon. La partie supérieure de la plaque qui plonge est en
compression, la partie inférieure en tension car elle se déplie. S’y ajoutent des effets mécaniques dus à la
déshydratation de la plaque.
1. La sismicité mondiale : limite des grandes plaques (c)
Une donnée sismologique essentielle dans la théorie de la Tectonique des Plaques vient de la répartition en coupe de la
sismicité dans les zones dites de subduction. Les surfaces de Wadati-Benioff, surfaces inclinées descendant vers le
manteau depuis les fosses océaniques, étaient bien connues avant les années 1960 (K. Wadati en 1935 et H. Benioff en
1949).
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La tectonique des plaques fournit une explication pour les surfaces de Wadati-Benioff. A cela s’ajoute un fait
capital. En travaillant sur la sismicité de la région Fidji-Lau-Tonga, Isacks et ses collaborateurs ont pu montrer le
plongement de la lithosphère relativement froide au sein d’un manteau plus ductile. Grâce à l’étude de
l’amplitude des ondes sismiques, ils montrent qu’il existe des régions avec un facteur de propagation élevé
(high Q) et des régions susceptibles d’atténuer les ondes (low Q). Les premières correspondent à la lithosphère,
les secondes à l’asthénosphère. Et pour la première fois, ils sont capables d’imager le panneau de lithosphère
descendant dans le manteau supérieur.
1. La sismicité mondiale : limite des grandes plaques (d)
Pour expliquer la sismicité profonde (de 400 à 700 km) que l’on suit bien
sur les coupes de la subduction des Kouriles du Japon et des Mariannes
les avis sont encore partagés. Il est certain qu’il s’agit de processus
mettant en jeu des changements de phase minéralogiques, mais les
modalités sont discutées. Voir à ce sujet des compléments dans l’ouvrage.
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