TD: de la dérive des continents à la tectonique des plaques

TD de la dérive des continents à la tectonique des plaques

Dans cette rédaction nous nous intéresserons à l’étude de la tectonique des plaques au travers du phénomène sismique, localisé principalement au niveau des fosses océaniques :

• la fosse des Tonga-Kermadec dans le Pacifique sud-ouest
• la fosse du Pérou-Chili dans le Pacifique sud-est

Dans un premier temps, nous rechercherons les causes physiques permettant un mouvement horizontal et dans un second temps, nous essaierons de comprendre comment la croute océanique disparait sans que le volume terrestre ne change.

[pic 1]

Premièrement, dans les années 70, on appelait, la partie mobile : croute océanique.

Dans le premier document, nous avons constaté que les roches cassables et propageant les ondes sismiques à environ 4.8 km/sec se trouvent entre 30 et 120 km sous les continents. Les ondes se trouvent ralenties entre 120 et 170 km.

Les séismes consécutifs à des contraintes entre les roches, nous amènent à l’hypothèse que les parties mobiles seraient situées entre 30 et 150 km de profondeur

Or, les fosses d’Atacama et des Tonga sont des zones où l’on enregistre de nombreux séismes comme le montrent les plans de Benioff réalisés à partir des coupes. Le planisphère de l’étape 1 montre que les séismes sont localisés aux frontières des plaques tectoniques. Au niveau du Pérou-Chili, la fosse correspond à la convergence de la plaque Pacifique vers la plaque Sud Américaine.

Dans le cas de la fosse de Tonga : la zone sismique correspond à la convergence des plaques australienne et pacifique.

Par conséquent, dans le cas des fosses océaniques, le phénomène sismique met en évidence les mouvements des plaques lithosphériques qui convergent les unes vers les autres.

Deuxièmement, dans les documents de tomographie sismique, on constate que la vitesse de propagation des ondes sismiques varie en fonction de la densité des roches traversées.

On peut voir que les roches à densité plus forte présentent une température inférieure et sont traversées plus rapidement par les ondes sismiques (2 sec de décalage entre Vava’u et Suva).

• Dans les zones chaudes (rouge sur les tomographies), la vitesse des ondes est lente   (-6% d’anomalies) et les roches sont moins denses
• Dans les zones froides (bleu sur les tomographies), la vitesse des ondes est rapide (+6% d’anomalies) et les roches sont plus denses

Lorsqu’on compare la tomographie réalisée au niveau de la fosse des Tonga, on se rend compte que la plaque pacifique présente des roches à forte densité. Or dans la tomographie Chili-Pérou cette même plaque est représentée en rouge, entre 120 et 80 longitudes Ouest. Par conséquent, il y a donc une incohérence entre les deux représentations.

On peut donc supposer qu’une autre plaque intervient entre la plaque pacifique et la plaque Sud Américaine, au niveau de la fosse d’Atacama.

Ensuite on constate d’ après le plan de Benioff que la partie plus dense (en bleu sur la tomographie) s’enfonce sous  une partie moins  dense (en rouge sur la tomographie), puisque l’axe des séismes présente un angle de pendage :[pic 2]

...