caractérisation des déplacements actuels et futurs de la plaque

Mémoire présenté dans le cadre du cours de
Projet de fin d'études
(6GLG604)
CARACTÉRISATION DES DÉPLACEMENTS ACTUELS ET
FUTURS DES PLAQUES OCÉANIQUES DE LA MER SCOTIA
Par
Éric Larouche
Remis à
M. Edward W. Sawyer, Ph.D. et
M. Philippe Pagé, Ph.D.
Université du Québec à Chicoutimi Janvier 2010

Université du Québec à Chicoutimi
Projet de fin d’études Automne 2009
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TABLE DES MATIÈRES
TABLE DES MATIÈRES ..................................................................................................... ii
LISTE DES FIGURES ..........................................................................................................iii
LISTE DES TABLEAUX .....................................................................................................iii
RÉSUMÉ ............................................................................................................................... iv
RÉSUMÉ ............................................................................................................................... iv
REMERCIEMENTS ............................................................................................................. v
1- INTRODUCTION ............................................................................................................ 1
1.1-THÉORIE DE LA TECTONIQUE DES PLAQUES ............................................... 2
1.2-SITUATION GÉOGRAPHIQUE ............................................................................. 3
1.3- TRAVAUX ANTÉRIEURS ...................................................................................... 5
2-HISTORIQUE .................................................................................................................... 5
3-ÉTAT ACTUEL DES PLAQUES ................................................................................... 13
4-DÉPLACEMENT FUTUR DES PLAQUES ................................................................. 17
5-RÉSULTATS .................................................................................................................... 22
6-DISCUSSION .................................................................................................................. 22
7-CONCLUSION ............................................................................................................... 23
8-RÉFÉRENCES ................................................................................................................. 25

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LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Schéma des mouvements de plaques tectoniques .................................................. 3
Figure 2 : Plaques de la mer Scotia dans le monde ................................................................ 4
Figure 3 : Plaques de la mer Scotia et leur environnement .................................................... 4
Figure 4 : Profils utilisés pour identifier des anomalies magnétiques ................................... 6
Figure 5 : 167.2 Ma Ouverture du supercontinent Gondwana . ............................................. 6
Figure 6 : 147.0 Ma Création de la mer Weddell ................................................................... 7
Figure 7 : 130 Ma Début de l’ouverture de l’océan Atlantique du Sud ................................. 7
Figure 8 : 118.0 Ma Ouverture complète de l’océan Atlantique du Sud ................................ 8
Figure 9 : Positionnement des profils sismiques et magnétiques ........................................... 9
Figure 10 : Exemple de profil sismique. Celui-ci est la traverse IT-154.............................. 10
Figure 11 : 28 Ma Ouverture nord-sud entre les plaques de l’Amérique du Sud et de
l’Antarctique ......................................................................................................................... 11
Figure 12 : ~7 Ma Production de croûte de la plaque de la mer Scotia ................................ 12
Figure 13 : ~3.2 Ma Disparition de la plaque Phoenix ......................................................... 12
Figure 14 : Carte bathymétrique et gravimétrique régionale ............................................... 13
Figure 15 : Plaques de la mer Scotia et leurs frontières ..................................................... 14
Figure 16 : Positionnement des mécanismes focaux de différents tremblements de terre ... 15
Figure 17 : Déplacement des autres plaques par rapport à la plaque Scotia fixée. .............. 16
Figure 18 : Schéma récapitulatif du mouvement des plaques entourant les plaques de la mer
Scotia .................................................................................................................................... 17
Figure 19 : Caractérisation du côté est des plaques de la mer Scotia ................................... 19
Figure 20 : Modèle 1 du déplacement futur des plaques de la mer Scotia ........................... 20
Figure 21 : Modèle 2 du déplacement futur des plaques de la mer Scotia ........................... 21
Figure 22 : Modèle 3 du déplacement futur des plaques de la mer Scotia ........................... 21
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Différentes vitesses de déplacement de plaques le long des limites de la
plaque Scotia selon le modèle choisi. .............................................................................. 16

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RÉSUMÉ
Le but de ce travail est de caractériser les déplacements actuels et futurs des plaques
océaniques de la mer Scotia ainsi que l’effet de celles-ci sur les plaques limitrophes. Pour
cela, des méthodes de géophysique et la tectonique des plaques ont été utilisées.
La plaque Scotia est située entre les plaques de l’Amérique du Sud au nord, de
l’Antarctique au sud et des Sandwich à l’est. Grâce aux anomalies magnétiques, il est
possible de déduire que la plaque Scotia a débuté sa formation lors de la fracturation du
supercontinent Gondwana; il y a 167,2 Ma. La rotation des plaques de l’Amérique du Sud
et de l’Antarctique a permis de créer la mer de Weddell. Dans les trente derniers millions
d’années, une dorsale s’est installée entre ces deux grandes plaques et a produit de la
nouvelle croûte océanique. Cette dorsale, accompagnée de failles transformantes, a aidé à
construire la plaque océanique telle qu’elle est actuellement.
Les plaques actuelles de la mer Scotia (Plaque Scotia et plaque des Sandwich) sont
situées entre deux grandes failles transformantes, une zone de subduction et une nouvelle
zone d’ouverture. Les failles transformantes sont situées au nord et au sud de la plaque
Scotia, la zone de subduction est située à l’est de la plaque des Sandwich et la nouvelle
dorsale se retrouve entre les ces deux plaques. Du côté ouest de la plaque Scotia,
l’ouverture s’est arrêtée et il ne reste qu’une troisième faille transformante. De nouvelles
données bathymétriques, gravimétriques, ajoutées de l’analyse de tremblements de terre
permettent de caractériser les mouvements actuels de la plaque. La plaque Scotia tourne
présentement sur elle-même dans un sens horaire et la plaque des Sandwich, qui borde la
partie est de la plaque Scotia, se déplace vers l’est.
Avec ces informations, il est possible de présenter trois modèles Le premier avance
que la partie nord de la plaque des Sandwich va rester attachée à la plaque Scotia pour
ensuite n’utiliser que la première faille transformante présente. Dans le sud, elle avancerait
jusqu’à ce que le segment situé le plus au sud du South American-Antarctic Ridge
commence à se subducter sous la plaque des Sandwich. Le deuxième modèle suggère que
la partie nord de la plaque des Sandwich se détacherait de la plaque Scotia et emprunterait
une faille subparallèle aux failles transformantes du South Sandwich Fracture Zone. La
production de croûte pourrait ainsi durer plus longtemps jusqu’à atteindre la dorsale médio-
Atlantique. Cependant, il ne serait pas possible de subducter la dorsale médio-Atlantique
étant donné son épaisseur et sa largeur. Le dernier modèle est un intermédiaire des deux
autres. Celui-ci suggère que le nord de la plaque des Sandwich suivrait d’abord le
prolongement du North Scotia Ridge pour ensuite suivre une faille transformante existante
se trouvant plus à l’est comparé au premier modèle. Dans le sud, la plaque des Sandwich
avancerait jusqu’à ce que la zone de subduction soit complètement en contact avec la
plaque de l’Antarctique; ce qui veut dire que des segments du South American-Antarctic
Ridge commenceraient à se subducter sous la plaque des Sandwich.