Géologie

Thème 3 : La tectonique des plaques : l’histoire d’un modèle

CHAPITRE 1 - MOBILITEE DES CONTINENTS : NAISSANCE D’UNE IDEE Rappels de 4e :

Les séismes : ils résultent d’une rupture brutale des roches en profondeur au niveau d’une faille. Des contraintes s’exercent en permanence sur les roches qui se déforment puis finissent par céder en un lieu appelé foyer. A partir de ce foyer, les ondes sismiques se propagent dans toutes les directions et peuvent provoquer d’importants dégâts.

Le volcanisme : Il existe 2 types de volcanisme effusif et explosif.

Le volcanisme effusif se caractérise par une émission de laves fluides qui forment de longues coulées tandis que le volcanisme explosif se manifeste par des explosions violentes accompagnées de nuées ardentes (mélange de lave et gaz brûlants).

Il existe à quelques kilomètres sous le volcan un réservoir magmatique présentant un mélange de roches fondues et du gaz. Certains magmas sont fluides et sont à l’origine d’éruptions effusives alors que d’autres sont visqueux à l’origine d’éruptions explosives.

Lithosphère et asthénosphère : La propagation des ondes sismiques à l’intérieur du globe a permis de distinguer une couche externe froide et rigide : la lithosphère reposant sur une couche interne plus chaude et déformable l’asthénosphère.

La lithosphère océanique est plus mince (80 km max) que celle continentale (100 à 200km)

Aujourd’hui on sait que la partie externe de la Terre est découpée en une douzaine de plaques lithosphériques. Elles se déplacent les unes par rapport aux autres. Néanmoins ce phénomène admis par toute la communauté scientifique aujourd’hui a longtemps été sujet à controverse.

(Dans l’axe des dorsales océaniques : du plancher océanique se forme, les plaques vont donc s’écarter et l’océan va s’élargir (ex : milieu de l’océan atlantique).

Au niveau des fosses océaniques, les plaques se rapprochent, l’une d’elle va s’enfoncer dans l’asthénosphère (Antilles, Japon). Si lors du rapprochement 2 lithosphères continentales s’affrontent il y a formation d’une chaîne de montagne (Alpes et Himalaya).)

Jusqu’au début du XXè siècle, les géologues attribuent aux continents une position fixe et immuable. Mais en 1912, Alfred Wegener remet cette vision en cause : ce scientifique suggère pour la première fois un déplacement horizontal des continents à la surface de la Terre.

Problème général : Sur quels arguments repose la théorie énoncée par Wegener ? Pourquoi sa théorie a-t-elle été rejetée ? Comment les techniques et connaissances actuelles ont-elles permis de confirmer et de préciser cette théorie ?

I) Wegener et la théorie de la dérive des continents.

A)Arguments en faveur de la théorie de Wegener.

Des indices variés suggèrent que les continents actuellement éloignés auraient pu être jointifs dans le passé :

*correspondance de forme des côtes occidentales et orientales de l’océan atlantique (argument morphologique ou géographique).

* Présence des mêmes fossiles, datés de l’ère primaire en Amérique du sud et en Afrique (argument paléontologiques).

*existence de trace de glaciations de même âge en Amérique du sud, en Afrique et en Australie (argument paléo-climatique ou pétrographique).

*Présence des mêmes roches de même orientation chaine de montage en Amérique, Afrique et Europe (argument structural).

De plus l’existence de relief positif avoisinant les 100 m( continents) et -4500m( plaines abyssales) ( courbe bimodale) ne peut être expliqué par un effondrement ou un soulèvement aléatoire de la croute terrestre ce qui réfute le modèle fixiste( une seule altitude courbe de type gaussienne). Il propose avec d’autres géologues que les continents sont faits de matériaux légers (SIAL) reposant sur des matériaux denses (SIMA) constituant le plancher des océans. Les continents seraient en équilibre sur le SIMA

Selon Wegener, la croûte terrestre est constituée de 2 ensembles : une couche légère (croûte continentale) constitué de granites et une couche épaisse (océanique) constitué de basaltes. Il propose la théorie du super continents : la Pangée qui se serait fragmenté au début du secondaire et depuis cette date les masses continentales dériveraient à la surface de la Terre.

Cette idée révolutionnaire est rejetée par la majorité des scientifiques de l’époque qui sont contre l’idée d’un moteur capable de déplacer les masses continentales.

B)Abandon de la théorie de Wegener

Selon Wegener, plusieurs phénomènes pourraient être à l’origine de la mobilité des continents :

- du fait de la rotation de la Terre et de fortes marées, les continents tendent à se déplacer vers l’ouest. - Les forces d’Eötvös qui poussent les blocs continentaux des pôles vers l’équateur.

Pour Holmes, géologue britannique se basant sur la récente découverte de la radioactivité, le manteau terrestre serait animé de courants de convection très lents ayant pour origine la chaleur libérée par la désintégration des éléments radioactifs. Ces courants entraineraient la croute terrestre à se déplacer horizontalement en surface (1928).

Lorsque l’on enregistre un séisme à une distance suffisante de l’épicentre (zone située à la surface du globe à la verticale du foyer), on peut enregistrer 3 types d’ondes :

Les ondes de volume : se propagent à l’intérieur du globe dans toutes les directions ; il en existe 2 les ondes P (premières) et S (secondes).

* Les ondes P sont les plus rapides, ce sont des ondes longitudinales de compression- dilatation capables de se propager aussi bien dans les milieux solides que liquides.

* Les ondes S ou ondes transversales de cisaillement se propagent que dans les milieux solides.

Les ondes de surface : moins rapides mais de grande amplitude, se propagent dans les couches superficielles du globe (responsable des dégâts)

Sismogramme enregistré en Allemagne lors du séisme survenu à Haïti le 12 /01/2010 à 21h53min (magnitude 7)

Sismogramme (définition) : inscriptions successives de vagues d’ondes

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