La tectonique des plaques Cours

Sommaire

ILa caractérisation de la mobilité horizontaleIILa tectonique des plaques : un modèle global

 

Notions Rappels
Asthénosphère Portion ductile du manteau située sous la lithosphère.
Croûte terrestre

Partie la plus superficielle du globe terrestre. 

Son épaisseur, son âge et sa composition diffèrent selon le type de croûte considéré :

– croûte continentale : entre 30 et 70 km d'épaisseur, densité 2,7, âgée de plus de 4 milliards d'années ;

– croûte océanique : entre 7 et 10 km d'épaisseur, densité 2,9, âgée de 200 millions d'années.

Dorsale océanique Chaîne volcanique se trouvant dans les océans, telle, par exemple, la dorsale médio-atlantique, s'étirant, du nord au sud, au milieu de cet océan.
Lithosphère Partie rigide du globe terrestre, constituée de la croûte et de la portion superficielle du manteau.

La surface de la Terre est constituée de plaques rigides de lithosphère reposant sur une asthénosphère plus ductile. 

La lithosphère est formée de la croûte et de la partie superficielle du manteau supérieur. Cette lithosphère est animée de mouvements horizontaux dont l'ensemble constitue la tectonique des plaques.

I

La caractérisation de la mobilité horizontale

Les plaques lithosphériques se déplacent horizontalement sur l'asthénosphère.

Plaque lithosphérique

Une plaque lithosphérique est une portion de lithosphère peu active sur le plan sismique, bordée par des frontières sismiquement très actives et où le volcanisme est important. Ces limites de plaques peuvent être divergentes (les plaques s'écartent) ou convergentes (les plaques se rapprochent, se heurtent).

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Les principales plaques lithosphériques

Il est possible d'étudier, voire de mesurer, ces déplacements :

  • par observation de la complémentarité des côtes des continents, ce qui suggère la fracturation d'un ancien bloc et de la dérive des continents ainsi séparés ;
  • par mesure de l'expansion océanique (en se basant sur l'âge des sédiments déposés sur le fond des océans) ;
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Âges des fonds océaniques en s'éloignant de la dorsale (à droite)

  • par des mesures directes de déplacements (balises GPS disposées en plusieurs endroits du globe). La position est traduite en coordonnées GPS :
  • la latitude : comprise entre −90° et 90°, elle vaut 0° à l'équateur ;
  • la longitude : comprise entre −180° et 180°, elle vaut 0° au niveau du méridien de Greenwich ;
  • les coordonnées sexagésimales : E ou O pour préciser que la position est à l'est ou à l'ouest du méridien de Greenwich, N ou S pour indiquer que la position se situe au nord ou au sud de l'équateur ;

GPS (Global Positioning System)

Le GPS (Global Positioning System) utilise des signaux (ondes) émis pas des satellites spécialisés et mesure la distance qui le sépare de chacun des satellites par le temps écoulé entre l'émission et l'arrivée au récepteur de l'onde envoyée. Trois satellites au moins sont nécessaires pour permettre une localisation précise d'un point et d'obtenir des coordonnées précises.

  • par l'étude de la répartition des anomalies magnétiques de part et d'autre des dorsales océaniques ;
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La vitesse de déplacement de la lithosphère océanique par les données paléomagnétiques

  • par l'étude de l'éloignement des îles volcaniques vis-à-vis d'un point chaud encore actif.
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La vitesse de déplacement de la litosphère océanique par l'alignement des volcans intraplaques

Toutes ces données confirment le déplacement horizontal des plaques, mais permettent surtout d'en apprécier la vitesse ainsi que l'orientation, et de reconstituer le mouvement passé des plaques.

II

La tectonique des plaques : un modèle global

La théorie de la tectonique des plaques est assez récente (une soixantaine d'années).

Elle offre un cadre explicatif à tous les phénomènes géologiques observables à la surface du globe, mais elle permet également de comprendre la structure d'autres planètes.

Le projet Mars Insight a pour objectif, grâce à une sonde posée sur Mars en novembre 2018, de déterminer la structure interne de cette planète, pour en comprendre l'histoire.

La théorie de la tectonique des plaques fait intervenir différents éléments qui, pris ensemble, forment un tout cohérent :

  • il existe une structuration verticale de la Terre. La lithosphère est une couche rigide, reposant en équilibre sur une asthénosphère plus ductile ;
  • la lithosphère est divisée en plaques ;
  • les plaques présentent une mobilité verticale (phénomène d'isostasie) et horizontale ;
  • il existe, au sein du manteau, des différences de température, qui sont à l'origine de mouvements de convection ;
  • les mouvements dans le manteau animent les mouvements des plaques lithosphériques ;
  • il existe des mouvements de convergence (subduction et collision), à l'origine d'une disparition de croûte océanique et d'une genèse de croûte continentale ;
  • il existe des mouvements de divergence, au niveau des dorsales, qui génèrent du plancher océanique.
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Genèse et disparition de la lithosphère océanique dans le cadre de la tectonique des plaques