EFFETS
DE L'ACTIVITE INTERNE DU GLOBE |
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CHAPITRE 3 : La Tectonique des plaques
Pb: Séismes et volcans ne sont pas répartis au hasard : pourquoi
?
Quelle est la structure interne du globe ?
Pourquoi parle-t-on de « Machine Terre » et en quoi consiste le
fonctionnement de cette machine ?
I – La notion de plaque
1 – Les limites latérales
Activité : poser un calque sur la carte de répartion des séismes (trait bleus pour les principales régions sismiques) puis sur la carte de répartition des volcans (traits rouges pour les principales régions volcaniques) et comparer le résultat avec la carte du livre p 52.
DM : attribuer une couleur à chaque plaque et inscrire leur nom lisiblement.
| Les limites des zones stables ne
correspondent pas aux limites des continents mais aux zones étroites
marquées par une sismicité et un volcanisme importants
: les zones actives. Certaines plaques comportent une partie continentale et une partie océanique (ex : plaque africaine) alors que d’autres ont seulement une partie océanique (ex : plaque pacifique) |
2 – Les limites verticales
Certaines ondes produites lors d’un séisme se déplacent
en profondeur et fournissent des renseignements sur la structure interne de
la Terre. En effet, leur vitesse de propagation varie avec la rigidité
du milieu traversé : plus la zone est rigide, plus la vitesse est grande.
Activité : sur une feuille de papier millimétré, tracer à l'aide des données ci-dessous le graphe de la vitesse des ondes S en fonction de la profondeur
| Profondeur en km | 0 | 25 | 30 | 100 | 150 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 |
| Vitesse des ondes S en km/s | 3.3 | 3.5 | 4.6 | 4.8 | 4.5 | 4.6 | 4.8 | 5 | 5.2 | 5.4 | 5.9 |
NB: Dirigez l’axe vertical vers le bas ! Longueur souhaitée des axes : 16 cm et, en abscisse, commencez à 3.
La lithosphère est l’enveloppe
externe, rigide, de la Terre. Elle est épaisse de 100 km en moyenne
(120 km sous les continents et 80 km sous les océans) et repose
sur une enveloppe moins rigide : l’asthénosphère.
(Modèle : une biscotte sur du beurre !) |
NB : La croûte constitue la partie supérieure de la lithosphère (30km sous les continents et 7 km sous les océans)
Pb : Parmi les frontières des plaques, il y a les dorsales qui sont le siège de mouvements de terrains responsables des séismes : Quels types de mouvements peut-on y observer ?
II – Les mouvements dans les dorsales
1 – Exploitation des données GPS en Islande
Activité : Nathan p 54
| Les mesures de positionnement par satellite (système GPS) montrent clairement que des points situés de part et d’autre de la dorsale atlantique s’écartent à la vitesse de croissance d’un ongle (1.5 cm/an). |
NB : l’Islande, partie émergée de
la dorsale, est donc fracturée en 2 blocs qui lentement se séparent.
1.5 cm/an = 1500 km/100 Ma : à l’échelle géologique,
ce déplacement bouleverse les cartes !
2 – Datation du plancher océanique
Activité : Nathan p 55 (représenter les stades intermédiaires entre le paléocène et l’actuel)
Le schéma ci-dessous illustre le fonctionnement d’une dorsale dont l’axe est figuré en rouge (âge 0) depuis le crétacé inférieur jusqu’à la période actuelle. Chaque couleur correspond à une époque géologique et 1 carreau représente 5 Ma. L’important est de comprendre que le plancher océanique basaltique crée à une époque donnée se retrouve dans son intégralité déplacée vers l’extérieur à une époque plus récente.
Animation de l'éditeur "Carré multimédia"
Plus on s’éloigne de la dorsale
et plus les roches constituant la lithosphère océanique
sont vieilles. Ainsi la fracture de l’Islande est sans cesse comblée par des roches plus récentes qui poussent vers l’extérieur les précédentes plus vielles ! |
NB : Cette zone est appelée par les géologues une zone d'accrétion.
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Document réalisé et publié par Vincent Monnier
Pb : Si les plaques naissent au niveau des dorsales, comment se fait-il que le volume de la Terre reste constant ?
III –Les mouvements dans les fosses océaniques
1 – Exploitation des données GPS dans le Pacifique
Activité : Nathan p 57 (doc 2)
| Les données GPS montrent que
certaines plaques se rapprochent. Ex : plaque de Nazca et plaque Sud Américaine. |
2 – Répartition des foyers sismiques sous une fosse
Activité : Travail sur le logiciel « Tectoglob » pour afficher
une coupe au niveau de la fosse du chili
Les plaques se rapprochent et s'enfouissent au niveau des fosses océaniques. ex : la plaque Nazca plonge sous la plaque Sud Américaine. Ainsi, la matière formée au niveau de la dorsale finit par disparaître dans les profondeurs de la Terre (au bout de plusieurs millions d’années !) |
NB : Cette zone est appelée par les géologues une zone de subduction.
Pb : Quelles sont les conséquences de ces mouvements de plaques ?
IV –L’évolution des continents et des
océans
1 – La dérive des continents
Activité : lecture d’un texte historique (extrait de « La
genèse des continents et des océans », A. Wegener)
Alfred Wegener, astronome et météorologue allemand est le fondateur de la théorie de la « dérive des continents ». Il présente sa théorie en janvier 1912 après avoir réuni de nombreuses preuves topographiques et paléontologiques de l’existence dans le passé d’un continent unique qu’il appela « pangée ».
"Les continents doivent s'être déplacés l'un par rapport à l'autre : l'Amérique du Sud doit avoir été contiguë à l'Afrique au point de constituer avec elle un bloc continental unique. Ce bloc s'est scindé pendant le crétacé en deux parties qui se sont écartées dans le cours des temps comme dérivent les tronçons d'un glaçon se brisant dans l'eau. Les contours des deux continents sont encore aujourd'hui remarquablement semblables. […]. Il en fût de même pour l'Amérique du Nord qui était jadis contiguë à l'Europe et constituait avec celle-ci et le Groenland une masse continentale d'un seul tenant".
Extrait de "La genèse des
continents et des océans". Alfred Wegener
Reconstitution de la dérive des continents selon Wegener
Malgré les arguments regroupés et faute d’un mécanisme explicatif satisfaisant, A. Wegener n’a pas convaincu ses contemporains. Ce fut la découverte progressive des fonds marins (découverte des dorsales, des fosses océaniques, des grandes fractures, de la différence géologique entre la croûte océanique et la croûte continentale, de la faible épaisseur de la série sédimentaire : que sont devenus les sédiments entassés depuis l’origine du globe ?) au lendemain de la seconde guerre mondiale qui permit le retour des idées mobilistes.
2 – La naissance et la disparition des océans
Activité : livre Nathan p 59 + documents fournis à anoter et à
colorier + animation flash
L’asthénosphère peut localement
remonter et provoquer la fracture d’un continent. Ex : la mer rouge est un jeune océan (ouvert seulement depuis le miocène inférieur, soit 20 Ma environ) |
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Animation de l'éditeur "Carré multimédia"
Le passage d’une lithosphère océanique sous une lithosphère continentale (= subduction) entraîne la disparition progressive d’un océan et donc le rapprochement de certains continents... Ex : l’Inde est remonté jusqu’à sa position actuelle par le jeu simultané de la disparition d’un océan (Théthys) et de la formation d’un autre (l’actuel océan indien) |
Remarque : le volcanisme de « point chaud »,
fixe par rapport aux plaques, matérialise cette remontée par un
chapelet d’îles volcaniques (Réunion, Seychelles, Maldives...)
Source : Université de Laval (Québec)
Que se passe-t-il quand les
deux continents se rencontrent ?
IV– Le choc des
continents
1– Les chaînes de collision
Nathan p 60 + animation flash
Le Mont Blanc (4807 m)
Animation de l'éditeur "Carré multimédia"
L’affrontement
des masses continentales engendre des reliefs élevés (ex : Everest,
8848 m !) : les chaînes de collision. |
2– La déformation des roches
Les reliefs
résultent des déformations souples ou cassantes des roches selon leur
nature, leur température (donc
leur profondeur ; cf Ch1-III-1) et leur vitesse de déplacement.
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