THEME 1 - Collège-Lycée Saint Joseph GAILLAC

THEME 1 – B
La tectonique des plaques : l’histoire d’un
modèle
CHAPITRE 2
DE LA DERIVE DES CONTINENTS A L’EXPANSION OCEANIQUE
I.
DE NOUVELLES OBSERVATIONS AU NIVEAU DES OCEANS
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Il a fallu attendre les années 1950 pour connaitre avec précision la topographie du fond des
océans. Les dorsales, longs reliefs sous-marins et les fosses océaniques sont les deux principaux reliefs du
fond océanique.
Sous les roches sédimentaires la croûte océanique est constituée de basalte.
II.
LE MAGNETISME DES ROCHES VOLCANIQUES
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La Terre est entourée d’un champ magnétique.
Chapitre 2 L’expansion océanique et la dérive des continents
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Le champ magnétique terrestre
Parmi les minéraux des roches basaltiques on trouve des cristaux de magnétites qui enregistrent
les caractéristiques du champ magnétiques existant au moment de leur formation.
Un magnétomètre
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L’étude du magnétisme de coulées de lave successives montre que les caractéristiques du champ
magnétique présentent des anomalies.
Dans certains coulées la polarité des cristaux de magnétite est orientée comme actuellement (le
pôle « Nord » magnétique au pôle Nord géographique) alors que d’autres ont une polarité inversée (le
pôle « Nord » magnétique au pôle Sud géographique).
Le champ magnétique terrestre a subit des inversions, il faut entre 1 000 et 8 000 ans pour que
l’inversion des pôles se fasse.
En datant l’âge des différentes coulées de lave, une échelle magnétostratigraphique a pu être
construite. La dernière inversion (mise en évidence dans la coulée de lave de Laschamp dans le Puy de
Dôme) date de 35 000 ans.
Chapitre 2 L’expansion océanique et la dérive des continents
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III.
LES ANOMALIES DU PALEOMAGNETISME DU PLANCHER OCEANIQUE
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Ax
D
a
b
1
Ax
D
1 : cartographie des anomalies magnétiques
a
b
Ax
D
2
120
60
0
60
120
Km
3
4
3
2
1
0
1
2
3
4
MA
500
(anomalies positives en noir)
2 : profil magnétique mesuré (ab : valeur
théorique du champ magnétique terrestre)
Unité utilisée : le γ (gamma) alors que l’unité
du SI est le Tesla (1 T = 109 γ)
3 : iconographie réalisée à partir du profil
magnétique calculé
4 : représentation ‘’3D’’ des anomalies
magnétiques et leur rapport au manteau.
Ax
D
4
Manteau
Origine de ces anomalies
Sous les sédiments, la croûte océanique est constituée de basalte contenant des cristaux de
magnétite ayant enregistré les caractéristiques du champ magnétique existant au moment de sa mise en
place.
Chapitre 2 L’expansion océanique et la dérive des continents
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Si l’anomalie est positive (valeur du champ magnétique mesuré supérieur au champ magnétique
théorique) c’est que magnétisme des cristaux de magnétite a la même polarité que le champ
magnétique actuel.
Valeur du champ magnétique résultant
Si l’anomalie est négative (valeur du champ magnétique mesuré inférieur au champ magnétique
théorique) c’est que magnétisme des cristaux de magnétite a une polarité opposée à celle du champ
magnétique actuel.
Valeur du champ magnétique résultant
Les anomalies sont symétriques de part et d’autre de la dorsale.
IV.
INTERPRETATION DE LA REPARTITION DES ANOMALIES
Cette observation confirme l’hypothèse d’Harry Hess. Page 97 document 4
Le basalte se met en place au niveau de la dorsale océanique puis s’en éloigne de façon
symétrique ce qui entraîne l’expansion océanique et donc l’écartement des continents bordant les océans.
Connaissant l’âge du basalte et sa distance par rapport à la dorsale on peut calculer la vitesse du
déplacement de la plaque.
Chapitre 2 L’expansion océanique et la dérive des continents
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http://svt.ac-rouen.fr/tice/rift/rift2.htm
http://svt.ac-rouen.fr/tice/rift/rift4.htm
V.
LES ETUDES SISMIQUES
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Vers 100 km de profondeur on constate une diminution de la vitesse des ondes sismiques dans les
péridotites du manteau.
Cette diminution de la vitesse est due à une diminution de la rigidité des péridotites conséquence
de l’augmentation de la vitesse en profondeur. Les péridotites sont devenues ductiles, ce changement
s’effectue vers 1 300 °C.
L’isotherme 1 300 °C marque la limite entre la lithosphère rigide en haut et l’asthénosphère
ductile en profondeur.
Chapitre 2 L’expansion océanique et la dérive des continents
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VI.
LES FOSSES OCEANIQUES
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Utilisation de sismolog
Au niveau des fosses océaniques les foyers des séismes se répartissent le long d’un plan : le plan
de Wadati-Benioff.
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Si les ondes sismiques ont des durées de trajet différentes après avoir parcouru la même distance,
c’est qu’elles ont traversé des milieux aux propriétés physiques différentes.
Le foyer se trouve à 640 km de profondeur. Les ondes sismiques ont traversé essentiellement des
péridotites.
Les ondes sismiques se sont déplacées plus rapidement entre le foyer et la station des Tonga (en
suivant le plan de Wadati-Benioff) qu’entre le foyer et la station des Fidji.
Entre le foyer et la station des Tonga les roches sont plus rigides (lithosphère océanique) qu’entre
le foyer la station des Fidji (essentiellement asthénosphère).
Au niveau des fosses, la lithosphère océanique rigide et froide s’enfonce dans l’asthénosphère
ductile et chaude et passe sous la lithosphère continentale.
C’est le phénomène de la subduction.
Chapitre 2 L’expansion océanique et la dérive des continents
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