Ce qu`il faut savoir... L`étude de la vitesse de propagation des
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La tectonique des plaques : l’histoire d’un modèle Les rappels de collège : pages 106/107 Jusqu’au début du XXe siècle, les géologues attribuent au continent une position fixe et immuable. Mais en 1912, Alfred Wegener remet cette vision en cause : ce scientifique suggère pour la première fois un déplacement horizontal des continents à la surface de la Terre. Dans quel contexte scientifique est née l’idée de la dérive des continents ? I. La naissance de l’idée de la dérive des continents A l’époque de Wegener, la théorie prédominante pour expliquer le relief de la Terre était celle de la « pomme ridée ». En se refroidissant, la Terre se serait contractée comme une vieille pomme, et on aurait ainsi obtenu les chaînes de montagnes, les fossés, etc. Au début du XXe siècle, A. Wegener met en relation plusieurs observations : - la répartition bimodale des altitudes (continents/océans) à la surface de la Terre suggère un contraste océan-continent : les continents seraient faits d’un matériau léger (« SIAL », les composants essentiels des roches étant le Silicium et l’Aluminium) et le fond des océans d'un matériau dense (« SIMA » Silicium et Magnésium) (document 1b page 110) - les tracés des côtes de l'Afrique et de l'Amérique du Sud sont complémentaires. (Doc 1a page 110) - la similarité́ sur ces deux continents de fossiles et de vestiges d'une calotte glaciaire âgée de plus de 200 millions d'années. (Doc 2 page 111) Ces arguments conduisent A. Wegener à proposer que des continents, aujourd'hui séparés par des océans, étaient jadis regroupés en un super continent qui s'est fracturé, individualisant des blocs continentaux ayant dérivés jusqu'à leur position actuelle : c'est la théorie de la dérive des continents. Ces idées se heurtent au constat d’un état solide de la quasi-totalité du globe terrestre établi, à la même époque, par les études sismiques. L’idée de mobilité horizontale est rejetée par l’ensemble de la communauté scientifique. (Doc 3 page 111) Auto évaluation : https://www.education-etnumerique.fr/0.3/activity/embed.html?id=546afc153361eb3a37705734 II. Deux types de croûtes terrestres définies et différenciées par la sismologie la pétrographique Les études sismiques permettent de préciser la structure interne de la terre : il existe en profondeur des couches qui n'ont ni les mêmes densités ni les mêmes propriétés physiques. On définit au sein du globe plusieurs enveloppes concentriques dont la plus externe, la croûte est très peu épaisse par rapport au reste de la Terre. Elle est séparée du manteau sur lequel elle repose, par une discontinuité́ : le Moho. Ces études sismiques, complétées par des études pétrographiques, permettent de caractériser et de limiter deux grands types de croûte terrestre : 1. Etudes sismiques Rappels : Ondes P et S : https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=eO6jvZteHBg Principe d’utilisation des temps d’arrivée des ondes pour mettre en évidence les discontinuités : (docs pages 112/113) Ce qu'il faut savoir... L'étude de la vitesse de propagation des ondes sismiques en profondeur, fournit des informations sur la structure des plaques qui découpent la surface du globe. La vitesse des ondes sismiques diminue lorsque la rigidité du milieu traversé diminue. Une variation brutale de la vitesse de propagation des ondes témoigne donc d'un changement de rigidité des roches. Animation 1 : http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=geo-0031-1 Animation 2 : http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=geo-0031-1 - une croûte continentale constituée majoritairement de granites, et épaisse en moyenne de 30 km - une croûte océanique constituée essentiellement de basaltes et de gabbros, et épaisse de 7 km. La croûte continentale ou océanique repose sur le manteau plus dense constitué de péridotites. Structure terre : http://svt-lnbt.fr/pages/doc_premiere_S/structure-terre.swf La partie externe de la Terre est formée de plaques lithosphériques (lithos=roche) rigides reposant sur l’asthénosphère (asthéno=faible), qui l’est moins. La lithosphère est composée de la croûte terrestre et de la partie rigide du manteau supérieur. L’asthénosphère correspond à une zone de ralentissement des ondes sismiques (Low Velocity Zone). Exercice 6 page 128 2. Etudes pétrographiques (étude des roches) Voir le microscope polarisant virtuel : http://www.etab.ac-caen.fr/discip/geologie/Micropol/index.html a) Etude de la lithosphère continentale (= Croûte + manteau lithosphérique) La croûte continentale est composée essentiellement de roches magmatiques et métamorphiques (mis à part une mince pellicule de roches sédimentaires à la surface) (doc 1/3 page 114/115 ; 3 page 117) Composition globale Granite + Roches métamorphiques (exemple Gneiss) + Roches sédimentaires (exemple : calcaire) Nature Roche magmatique plutonique (= refroidissement lent, en profondeur d’un magma) Roche modifiée, à l’état solide, par modification des conditions de Pression et/ou T° Roches constituées de l’accumulation puis de la consolidation de débris d’origine minérale ou organique Minéraux Densité Epaisseur Quartz, feldspath, mica 2 ,7 30 Km en moyenne. On observe des épaississements sous les reliefs à TS) Donc globalement la croûte continentale est de composition granitique. C’est une roche magmatique, plutonique à texture grenue ce qui implique un refroidissement lent en profondeur du magma qui lui a donné naissance. C’est une roche composée essentiellement de Quartz, de Feldspaths (orthose le plus souvent), et de micas (biotite ou muscovite ). C’est une roche globalement riche en Silice (Si, Al) et en éléments alcalins (K, Na) et pauvre en éléments ferromagnésiens (Fe, Mg) b) Etude de la lithosphère océanique (= croûte océanique + manteau lithosphérique) La croûte océanique est composée essentiellement de roches magmatiques ( mis à part une mince pellicule de roches sédimentaires à la surface ) (doc2/3 page 114/115 ; 3 page 117) Composition globale Basalte Gabbro Péridotites Nature Roche magmatique, volcanique (= refroidissement rapide, en surface d’un magma) Roche magmatique plutonique (= refroidissement lent, en profondeur d’un magma) Roche magmatique plutonique (= refroidissement lent, en profondeur d’un magma) Minéraux Densité Epaisseur Pyroxène, olivine, feldspath 3 7 Km en moyenne. Olivine, pyroxène Donc la composition globale est celle des gabbros : c’est une roche magmatique plutonique à texture grenue, elle est surmontée des basaltes, de même composition mais de texture microlithique ce qui implique un refroidissement rapide en surface du magma qui lui a donné naissance. C’est une roche composée de : pyroxènes, Olivine et feldspath (plagioclase) C’est une roche globalement pauvre en Silice et en éléments alcalins ( K, Na ) et riche en éléments ferromagnésiens (Fe, Mg) C’est le même magma qui est à l’origine des basaltes et du gabbro mais que ce magma a subi des conditions de refroidissement différentes. c) Etude du manteau lithosphérique Le manteau lithosphérique est composé de péridotites Composition globale péridotites Gabbro Péridotites Nature Minéraux Roche magmatique plutonique (= refroidissement lent, en profondeur d’un magma) Pyroxène, olivine, Roche magmatique plutonique (= refroidissement lent, en profondeur d’un magma) Olivine, pyroxène Densité Epaisseur 3, 3 +/- 100 Km en moyenne. Le manteau lithosphérique est composé de péridotite, c’est une couche rigide, solidaire de la croûte et dont la limite supérieure est le Moho. La lithosphère repose sur une couche du manteau composée elle aussi de péridotite mais de comportement plus déformable, « ductile ». Un bilan : http://namazu.unice.fr/docs/res_peda/101005_205916/lithosphere.pdf Autoévaluation : https://www.education-etnumerique.fr/0.3/activity/embed.html?id=546afc043361eb3a37705733 Bilan (à apprendre pages 120/121) Lexique Asthénosphère : partie du manteau supérieur de comportement ductile, sur lequel repose la lithosphère Basalte : roche magmatique volcanique partie supérieure de la croûte océanique Croûte : partie superficielle et solide de la terre. La croûte est séparée du manteau lithosphérique sous-jacent par la discontinuité́ du Moho. Croûte continentale : croûte qui constitue les continents. Elle est composée de roches diverses dont le granite. Croûte océanique : croûte qui constitue le plancher océanique. Elle est constituée pour l'essentiel de basaltes et de gabbros. Gabbro : roche magmatique plutonique caractéristique de la croûte océanique Granite : roche magmatique plutonique caractéristique de la croûte continentale Lithosphère : partie superficielle et rigide de la planète constituée de la croûte (continentale ou océanique) et du manteau lithosphérique Manteau : enveloppe intermédiaire entre la croûte et le noyau terrestre. Le manteau, entièrement solide, est constitué de péridotites. Mobilité horizontale des continents : déplacement latéral (ou dérive) des continents à la surface de la terre. Moho : discontinuité entre la croûte et le manteau lithosphérique. Péridotite : roche magmatique plutonique caractéristique du manteau Roche magmatique : roche formée par refroidissement d’un magma (roche fondue) à Refroidissement lent, en profondeur = roche plutonique à Refroidissement rapide, en surface = roche volcanique Texture grenue : roche entièrement cristallisée, avec des minéraux jointifs, témoignant d’un refroidissement lent. (à roches plutoniques) Texture microlithique : roche non entièrement cristallisée = minéraux cristallisés + verre, témoignant d’un refroidissement rapide.
