IC Cinématique et les limites de plaque
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I. La tectonique des plaques I.A. Naissance du concept I.A.1. Les évidences I.A.2. Les théories I.B. Le moteur I.B.1. La structure de la Terre I.B.2. Evacuation de la chaleur interne de Terre I.B.3. Forces aux rides et aux zones de subduction I.B.4. L’isostasie I.B.5. Observation des mouvements dans le manteau I.C. Cinématique et les limites de plaque I.C.1. Mouvements des plaques I.C.2. Les limites de plaques transformantes I.C.3. Les limites de plaques divergentes I.C.4. Les limites de plaques convergentes La tectonique des plaques Une « description géométrique cohérente des déplacements observés à la surface de la terre » I.A. Naissance du concept I.A.1. Les évidences I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories Réajustement en fonction du volume érodé Poussée d’Archimède I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories •En 1912, Alfred Wegener (1880-1930) propose le terme de "continental drift" (étirement continental) •Collecte plusieurs types de preuves en faveur du mouvement relatif des continents I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories D’après Argand I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories I.A.2. Les théories Anomalies magnétiques Anomalies magnétiques Age de la croûte océanique I.B. Le moteur I.B.1. La structure de la Terre Pas de changement de volume : on crée matière aux rides, on fait disparaître au niveau des zones de subduction I.B.1. La structure de la Terre En tectonique plaque > important limite lithosphérique solide et ductile et asthénosphère Lithosphère : couche externe rigide, froide puis ductile 100-150km- 1300°C Asthénosphère : enveloppe ductile, zone de vitesse moyenne (sismicité) (10^19Pa.s) 200-250km I.B.2. Evacuation de la chaleur interne de la Terre I.B.2. Evacuation de la chaleur interne de la Terre Carte du flux de chaleur I.B.2. Evacuation de la chaleur interne de la Terre Chaleur interne : essentiellement du à la désintégration des éléments radioactifs (U235, U238, Th232, K40) Flux chaleur moyen 60mW.m-2= 1.5 HFU (heat flow unit) Les 3 modes de transfert de chaleur : conduction, radiation, convection. Kelvin 1837, âge de la Terre à partir d’une planète en fusion> 20-40Ma (oubli de la radioactivité) Convection thermique: transfert de matière chaude ductile (donc relativement peu dense) du bas vers le haut du système sous l’effet de la poussée d’Archimède. Symétriquement, il y a transfert de matière froide (relativement plus dense) du haut vers le bas du système > deux courants ascendant et descendant Ce processus implique la naissance de structures convectives : les cellules de convection. La convection mantellique se fait à partir de l’asthénosphère et la mésosphère (fluide visqueux) La force à la base de la lithosphère des mouvements de fluides visqueux est négligeable sur le déplacement des plaques tectoniques lithosphériques. I.B.3. Forces aux rides et aux zones de subduction Force s’exerçant à la base de la lithosphère : convection dans l’asthénosphère (négligeable) Subsidence thermique Bombement thermique > topographie Force gravitaire Asthénosphère Asthénosphère Slab-pull Force gravitaire Viscosité de l’Asthénosphère I.B.4. L’isostasie La poussée d’Archimède I.B.4. L’isostasie •ISOSTASIE = équilibre des masses lithosphériques La surface de la Terre n’est pas plate I.B.4. L’isostasie Racine crustale Racine lithosphérique I.B.4. L’isostasie I.B.4. L’isostasie I.B.4. L’isostasie Rebond isostatique I.B.4. L’isostasie La pérennité d’un relief est aussi fonction des forces extérieures appliquées sur le relief extension Ride ou zone de subduction Ride ou zone de subduction Remarque: La Pangée était entourée de zones de subduction > rifting I.B.5. Observation des mouvements dans le manteau Tomographie sismique : principes I.B.5. Observation des mouvements dans le manteau Tomographie sismique : ondes de Love I.B.5. Observation des mouvements dans le manteau Coupe tomographique (Japon - Méditerranée) Mise en évidence parfois de deux cellules de convection dans le manteau, limite à 670km> spinelle/perovskite I.C. Cinématique et limites de plaques I.C. Cinématique et limites de plaque I.C.1. Mouvements des plaques Vitesses par rapport au référentiel des points chauds I.B. Cinématique et limites de plaque I.C.1. Mouvements des plaques I.C.2. Les limites de plaques transformantes I.C.1. Les limites de plaques transformantes Les rides sont discontinues au départ et sont reliées par ces failles > héritage du rifting, formation de plusieurs grabens (Limagne, Rhin) I.C.1. Les limites de plaques transformantes Les failles transformantes forment de petits cercle avec un pôle de rotation La vitesse varie La direction d’écartement est toujours parallèle aux failles transformantes Géométrie Eulerienne et déplacements des plaques Cinématique sphérique, Euler I.C.1. Les limites de plaques transformantes Cinématique sphérique, points triples Frontières des plaques dans l’Est Pacifique : Exemples de points triples I.C.2. Les limites divergentes I.C.2. Les limites divergentes Marge passive (pas limite de plaque) I.C.2. Les limites divergentes RIFTING ACTIF - RIFTING PASSIF Boillot, 1996 I.C.2. Les limites divergentes Genèse de blocs basculés dans la croûte supérieure Coupe géologique de la marge continentale passive actuelle du nord du golfe de Gascogne (« entrée de la Manche ») I.C.3. Les limites convergentes limites convergentes : subduction O/O, O/C (plan de Benioff), collision continentale I.C.3. Les limites convergentes Convergence océan-continent I.C.3. Les limites convergentes Convergence océan-océan I.C.3. Les limites convergentes I.C.3. Les limites convergentes Où la subduction peut-elle se localiser? Lemoine et al., 2000 I.C.3. Les limites convergentes Signatures de la subduction Lemoine et al., 2000 I.C.3. Les limites convergentes I.C.3. Les limites convergentes Convergence continent-continent I.C.3. Les limites convergentes Subduction et collision Vie et mort d’une chaîne de montagnes I.C.3. Les limites convergentes I.C.3. Les limites convergentes Prisme de collision (prisme orogénique) La Recherche, 1997 I.C.3. Les limites convergentes I.C.3. Les limites convergentes I.C.3. Les limites convergentes I.C.3. Les limites convergentes I.C.3. Les limites convergentes Construction d’un prisme de collision Lemoine et al., 2000 I.B.3. Les limites convergentes Collision Inde-Asie Illustrations: Earth, an introduction to physical geology (Tarbuck & Lutgens, Prentice Hall) I.C.3. Les limites convergentes Disparition des chaînes - hypothèses Malavieille et Séranne, 1996 I.C.3. Les limites convergentes Evolution tardi- et post-orogénique Malavieille et Séranne, 1996 I.C.3. Les limites convergentes Malavieille et Séranne, 1996
