Troisième 2016-2017
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Troisième 2016-2017

La dynamique de la Terre et ses conséquences

Les plaques lithosphériques sont en mouvement les unes par rapport aux autres. Les séismes et les volcans sont les conséquences de ces mouvements de plaques.

L'étude des activités internes de la Terre permet la mise en place de mesures de prévention et de protection face à ces risques.

I

La tectonique des plaques

A

Première approche historique de la dérive des continents

L'hypothèse de la dérive des continents date de 1915. Un astronome, Alfred Wegener (1880 − 1930), fonde son hypothèse sur plusieurs observations :

  • Le tracé des côtes : il remarque que le tracé de la côte-Est de l'Amérique du Nord "s'emboîte" avec le tracé de la côte-Ouest européenne. De même, la côte-Est de l'Amérique du Sud "s'emboîte" avec le tracé de la côte-Ouest africaine.
  • La distribution géographique des paléoclimats : des marques de glaciations identiques datant de 250 millions d'années peuvent être observées en Amérique du Sud, en Afrique (sud), en Inde et en Australie (sud). Cela indique que ces parties du globe étaient donc recouvertes par une même calotte glaciaire à cette époque et qu'elles se seraient par la suite déplacées des zones polaires vers les zones tropicales.
  • La distribution de certains fossiles : certains fossiles d'espèces aujourd'hui éteintes ont été retrouvés sur plusieurs continents. Ces espèces ne pouvant pas traverser les océans, cela renforce l'hypothèse que les continents n'étaient pas séparés à l'époque où elles vivaient.

Wegener émet alors l'hypothèse de l'existence, à la fin de l'ère Primaire (245 Ma), d'un supercontinent : la Pangée. Ce supercontinent se serait ensuite fracturé pour former les continents actuels.

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Carte de la Pangée

Wikimedia Commons

L'idée de mobilité des continents de Wegener est vivement rejetée par l'ensemble de la communauté scientifique. Il faudra attendre plus d'une quarantaine d'années pour qu'elle accepte l'idée de Wegener et se mette à la recherche du mécanisme de dérive des continents.

B

Les mouvements des plaques

Les plaques lithosphériques sont en mouvement les unes par rapport aux autres, c'est la tectonique des plaques, qui transforme la surface du globe.

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Les plaques sont mises en mouvement par l'évacuation de la chaleur interne de la Terre (comme on peut le voir, cela se fait de façon plus importante dans les zones représentées en rouge et en orange dans la carte ci-dessous). C'est cette convection qui est le moteur de la tectonique des plaques.

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L'évacuation de la chaleur à la surface de la Terre

C

Les conséquences de ces mouvements

1

Au niveau des dorsales océaniques

Les plaques s'écartent de quelques centimètres par an au niveau de l'axe des dorsales. On parle de mouvement de divergence.

Au niveau de la dorsale nord-atlantique, les plaques nord-américaine et eurasienne s'écartent en moyenne de 2,4 centimètres par an. Ceci permet l'ouverture de l'océan Atlantique.

La lithosphère océanique est fabriquée au niveau des dorsales : c'est l'accrétion.

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L'accrétion océanique

Au niveau de l'océan Atlantique, la remontée du magma et son refroidissement au contact de l'eau au niveau de la dorsale permet la formation de la lithosphère océanique et ainsi l'ouverture de l'océan Atlantique.

2

Au niveau des fosses océaniques

Au niveau des fosses océaniques, les plaques se rapprochent de quelques centimètres par an : on parle de convergence.

La plaque de Nazca et la plaque sud-américaine se rapprochent en moyenne d'environ 7 centimètres par an.

Par ailleurs, la lithosphère océanique peut plonger sous une autre plaque en provoquant des séismes : c'est une zone de subduction. Les foyers des séismes étant à la limite des deux plaques, ils sont de plus en plus profonds. En arrière de la zone de subduction, la fusion de la lithosphère entraîne la formation de volcans explosifs.

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La subduction océanique

La plaque de Nazca plonge sous la plaque sud-américaine. Plus on se déplace vers l'est, plus les séismes sont profonds.
Sur la plaque sud-américaine, de très nombreux volcans se situent en arrière de cette zone de subduction : c'est la cordillère des Andes.

3

Au niveau des chaînes de montagnes

Les chaînes de montagnes sont également des zones de convergence de plaques. La subduction océanique peut se poursuivre jusqu'au moment où deux continents entrent en collision. Ceci engendre des déformations (failles, plis, etc.) qui entraînent un épaississement de la lithosphère.

Collision

Une collision correspond à l'affrontement de deux continents suite au rapprochement de deux plaques et à la fermeture d'un océan.

La plaque australo-indienne se déplace vers le nord à une vitesse actuelle d'environ 6 centimètres par an. Entre le continent indien et l'Eurasie, il existait un paléo-océan (c'est-à-dire un océan aujourd'hui fermé).

-
La fermeture d'un océan puis la collision de deux continents
II

Aléas géologiques, risques et prévention

A

La prévention des risques sismiques

Risque sismique

Le risque sismique correspond à une possibilité d'avoir un séisme dangereux qui pourrait menacer les populations et les biens matériels.

Pour évaluer les risques sismiques en un lieu, il faut tenir compte :

  • De l'aléa sismique, c'est-à-dire la possibilité qu'un séisme survienne dans cette région (classé de 1 à 5 en fonction du risque croissant)
  • De la densité de population et des biens matériels

Ces études permettent de réaliser des cartes indiquant les zones de risque sismique au niveau d'une région. Actuellement, il n'est pas possible de prévoir, à court terme, la date et le lieu précis d'un séisme.

Des mesures préventives visant à limiter les pertes humaines et les dégâts existent :

  • L'information des populations situées dans les zones à fort aléa sismique. Pendant un séisme, ne pas rester près des fenêtres, s'abriter sous un meuble, s'éloigner des bâtiments, ne pas rester sous les fils électriques, etc. Après un séisme, couper le gaz et l'électricité, évacuer les bâtiments, ne pas aller chercher les enfants à l'école, écouter la radio pour connaître les consignes à suivre, etc.
  • Des règles de construction parasismique sont imposées dans certaines régions. Elles doivent permettre aux bâtiments de mieux résister à un possible séisme.

Des plans d'aménagement du territoire tenant compte des risques sismiques sont mis en place ainsi que des plans de secours et d'évacuation des personnes.

B

La prévention des risques volcaniques

Risque volcanique

Le risque volcanique correspond à une possibilité d'avoir une éruption volcanique dangereuse qui pourrait menacer les populations et les biens matériels.

Pour évaluer le risque volcanique en un lieu, il faut tenir compte :

  • De l'aléa volcanique, c'est-à-dire la possibilité qu'une éruption volcanique survienne dans cette région
  • De la densité de population et des biens matériels

Ces études permettent de réaliser des cartes indiquant les risques géologiques au niveau d'une région.

Actuellement, des méthodes existent pour prévenir les éruptions volcaniques :

  • La surveillance en continu des volcans les plus actifs
  • La connaissance détaillée du fonctionnement de chaque volcan
  • L'information et l'éducation des populations

Des plans d'aménagement du territoire tenant compte de ces risques sont mis en place ainsi que des plans de secours et d'évacuation des populations.

Cette surveillance correspond à un ensemble d'instruments de mesure disposés sur les flancs du volcan et l'étude des signes précurseurs d'une éruption. Ces signes annonciateurs sont les séismes, les fissurations, le gonflement du volcan, ou encore l'émission de gaz. Cela fait des éruptions volcaniques des phénomènes que l'on peut davantage prévoir à court terme que les séismes, qui eux sont imprévisibles.

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