LA TERRE DANS L'UNIVERS, LA VIE ET L'EVOLUTION DU VIVANT (TECTONIQUE DES PLAQUES)

CHAPITRE 3 : La Tectonique des plaques, un modèle qui s'enrichit

Source : PierreBedard.ca (http://www.cours.polymtl.ca/glq1100/plaque_tectonique/tectonique.html)

Pb : L'exploration des océans a été décisive pour construire le modèle de la Tectonique des plaques. Quelles sont les découvertes scientifiques qui ont permis de valider ce modèle ?

I- Des confirmations de l'expansion du plancher océanique

1- La confrontation des données sédimentaires et paléomagnétiques

ACTIVITE 6 (des confirmations de l'expansion du plancher océanique)

Activité : ouvrir le fichier AgeOfOceanFloor.kmz avec Googleearth et déterminer l'âge du plus vieil océan.

Source : http://worldofgeology.weebly.com/uploads/5/7/6/9/5769561/accretion_age.swf

Les couleurs représentent l'âge des premiers sédiments au contact des basaltes du plancher océanique. La symétrie presque parfaite des âges rappelle la symétrie des anomalies magnétiques : ces données obtenues par les forages marins profonds au milieu des années 60, confirment le fonctionnement de la dorsale d'après la théorie de Hess "en double tapis roulant".

 

2- Une mesure directe par GPS des mouvements des plaques

http://www.gps.gov/systems/gps/space/

Source : http://sideshow.jpl.nasa.gov/post/series.html

Dans les années 80, le GPS (Global Positioning System) fait son apparition : les mouvements instantanés sont alors directement mesurés au cm près. Par ailleurs de nouvelles plaques plus petites viennent enrichir la carte.

Remarque : Le système comprend 24 satellites placés sur des orbites pratiquement circulaires d'altitudes voisines de 20 200 km. Par exemple pour NAVSTAR 62, le périgée est 20146 km et l'apogée est 20219 km. La période des satellites est 718 mn : Compte tenu de la rotation de la Terre, chaque satellite se retrouve ainsi au dessus du même point après 2 rotations complètes.
La vitesse des satellites est voisine de 14 000 km/h. La durée de vie des satellites est de l'ordre de 8 ans. Tous les satellites actuellement en service sont de la seconde ou de la troisième génération.

II- La dynamique de la lithosphère océanique

1- L'apport de la tomographie sismique

Document extrait du manuel de SVT Bordas 2007

La Terre libère sur toute sa surface de l'énergie interne essentiellement par transfert thermique. La tomographie sismique met en évidence dans le manteau des anomalies thermiques positives sous les dorsales et négatives sous les zones de subduction. De telles hétérogénéités à une même profondeur plaident en faveur de l'existence de grandes cellules de convection.

Bien que solides, les péridotites du manteau asthénosphérique peuvent se déplacer très lentement par convection : leur mouvement est ascendant à l'aplomb des dorsales et descendant dans les zones de subduction

2- Un plancher océanique stratifié
Ces chaînes linéaires présentent fréquemment des discontinuités (tous les 10 à 100 km), les failles transformantes. L'étude de ces vallées transversales est particulièrement intéressante car on accède ainsi à une coupe de l'écorce terrestre.
Au milieu de tous les océans, ces massifs dominent les plaines abyssales de quelque 2000 mètres et constituent donc des barrières à peu près ininterrompues pour la circulation océanique profonde.
Malgré leur masse, la présence des dorsales n'a été pressentie qu'à la fin du XIXème siècle. Et il faudra attendre 1961 pour en avoir la première carte complète. C'est l'oeuvre de Marie Tharp et Bruce Heezen du Lamont Geological Observatory (Etats-Unis). C'est également Marie Tharp qui, la première, signale en 1952 l'existence d'une vallée, le rift, dans l'axe des dorsales.

Source : Ifremer

Document extrait du manuel de 1ere S Bordas 2012 p144

Pb : Les pillows lavas comme les gabbros sont des roches issues du refroidissement d'un magma. Or nous savons que le manteau est constitué de roches solides, alors quelles sont les conditions de sa fusion ? Hypothèse : une augmentation de chaleur ?

3- Le fonctionnement de la dorsale et l'accrétion océanique

ACTIVITE 7 (Diagramme Pression-Température)

Document extrait du manuel de 1ere S Bordas 2012 p144

Deux paramètres contrôlent la fusion des roches en profondeur : la température et la pression. A l'aplomb des dorsales, des mouvements ascendants du manteau font remonter les péridotites qui subissent alors une décompression à l'origine de leur fusion partielle et de la formation de magma. Au cours de leur remontée, les péridotites ne perdent que très peu de chaleur par dissipation. On parle de décompression adiabatique.

Remarque : Le taux de fusion partielle des dorsales peut aller de 10 (dorsales lentes) à 25% (dorsales rapides). C'est la chimie du manteau qui permet d'estimer ce taux : plus il est fort, plus la péridotite sera appauvrie en silice (une telle péridotite est appelée une harzburgite), plus il est faible, moins elle sera appauvrie (la péridotite est alors une lherzolite). Hors programme bien sûr!

SCHEMA BILAN

Source