failles transformantes

CHAPITRE 4
La construction d’un modèle global:
la tectonique des plaques
•
I- la distinction lithosphère- asthénosphère. ( TP
A- l’apport des mesures
n°6)
physiques.
• 1) l’étude des ondes sismiques
• Au niveau d'une frontière de
subduction, l'analyse des vitesses
des ondes sismiques révèle la
présence d'anomalies : suivant
leur trajet, ces ondes sont
• soit anormalement rapides (elles
ont traversé des structures «
froides »)
• soit anormalement lentes (elles
ont traversé des structures «
chaudes »)
Figure 1: tomographie sismique, zone des
Tonga
• 2) la mesure des flux
thermiques.
• Les mesures du flux
géothermique
confirment la présence
de telles anomalies
thermiques.
• Elles permettent de
modéliser la disposition
des isothermes en
profondeur.
conclusion
La vitesse des ondes sismiques dépend en
partie de la densité des milieux traversés.
Les anomalies thermiques déduites de l’étude
des enregistrements des ondes
permettent de repérer une zone froide à
l’aplomb de la fosse océanique et une zone
chaude sous l’arc volcanique
Toutes ces études montrent qu'au niveau d'une
zone de subduction, une structure froide semble
plonger dans une structure plus chaude.
B- l’interprétation de ces données.
•
•
•
•
1) première interprétation
,années 1935- 1949
Wadati et Benioff constatent
qu'au niveau des zones de
subduction les foyers des séismes
se répartissent selon un plan
incliné d'une épaisseur d'environ
100 km et qui plonge plus ou
moins brutalement sous la fosse
puis sous l'arc volcanique.
Les foyers des séismes, de plus en
plus profonds en s'éloignant de
cet arc, peuvent atteindre une
profondeur maximale de 700 km
environ.
Ces observations révèlent la
présence, jusqu'à une profondeur
importante, d'une structure
rigide, au comportement cassant.
• 2) interprétations récentes,
1967
Oliver et Isacks en 1967
interprètent ces données par le
plongement (ou subduction)
d'une plaque froide, rigide de
lithosphère océanique ;
cette plaque cassante plonge
dans un manteau plus chaud,
peu rigide et ductile,
l'asthénosphère.
L'isotherme 1300 °C marque la
limite entre ces deux structures.
Conclusion
ces différentes mesures permettent de distinguer les
couches les plus superficielles du globes.
II- Un premier modèle global, une
lithosphère découpée en plaques rigides
• A- les failles transformantes et
l’énoncé de la théorie de la
tectonique des plaques.
• 1) définition
• Wilson, dans les années 1960,
nomme failles transformantes de
grandes cassures qui décalent
l'axe des dorsales océaniques.
• Ces failles présentent une activité
sismique importante qui
correspond à des mouvements de
coulissage entre les deux plaques
en contact.
2)La géométrie des failles et plaques rigides.
• * En 1967, Morgan remarque que
la géométrie des failles
transformantes peut s'expliquer si
on admet un modèle en plaques
rigides qui se déplacent à la
surface sphérique du globe.
• Ce type de déplacement
correspond à une rotation autour
d'un axe dit eulérien recoupant la
surface de la Terre au niveau du
pôle eulérien de rotation.
• Les failles transformantes ne
présentent une activité sismique
que sur la partie qui décale l’axe
des dorsales.
• Cette localisation appuie le fait
que ces failles transformantes sont
des frontières de plaques en
coulissage.
• Les failles transformantes
d'une dorsale sont de
petits arcs de cercles tous
centrés sur le même pôle
eulérien.
• Leur observation permet
donc de localiser ce pôle
et de reconstituer le
déplacement des deux
plaques.
3) Premier découpage en plaques
• À la fin des années 1960, le
géologue français Le Pichon
propose de diviser la surface
du globe en six plaques
lithosphériques et décrit
leurs déplacements relatifs :
• les plaques divergent au
niveau des dorsales,
• coulissent au niveau des
failles transformantes
• et convergent au niveau des
fosses.
II LES POINTS CHAUDS EN ACCORD AVEC LE MODELE
• On observe des alignements d'appareils volcaniques
qualifiés « d'intra-plaque» car ils sont situés loin
d'une frontière de plaque.
• L'âge de ces volcans est régulièrement croissant
d'une extrémité de l'alignement à l'autre, le volcan
actuellement actif occupant l'extrémité la plus jeune.
• Morgan émet l'hypothèse que ces volcans
proviennent de l'activité d'un « point chaud » :
• il s'agit d'un panache de matériel chaud provenant
d'une région fixe du manteau profond ; des magmas
issus de ce matériel perforent épisodiquement la
plaque lithosphérique qui dérive au-dessus de ce
point chaud.
Alignement des volcans éteints, jadis
présents au niveau du point chaud
Volcan actif à l’aplomb du point
chaud
Déplacement de la plaque
pacifique
Lithosphère océanique
Mise en place de
magma
Point chaud fixe
remontée
profonde du
manteau
Manteau
asthénosphérique
Alignements des volcans et point
chaud
conclusion
• Il est ainsi possible de déterminer la direction
et la vitesse de déplacement de la plaque
au-dessus du point chaud .
• Les résultats obtenus sont cohérents avec le
modèle global.