Sciences de la Vie et de la Terre
Découvrir et s'enrichir ...
CH2- La tectonique des plaques
 
 
 
 
 
 
La superposition de la répartition des séismes et des volcans montre des localisations quasiment identiques. Ces zones, géologiquement actives, délimitent des zones inactives et agencées à la manière d’un puzzle : les plaques tectoniques.
 
Problématiques : comment définir la structure des plaques et comment expliquer le fait qu’elles délimitent des zones géologiquement actives ?
 
Le terme « tectonique » renvoie à l’étude des déformations de l’écorce terrestre et à la structure des roches qui en résulte.
La « tectonique des plaques » est un modèle scientifique qui permet d’expliquer les mouvements des plaques.
 

I- L’enveloppe externe de la Terre est découpée en plaques :

Activité  1: comment établir la structure d’une plaque en profondeur ?
BILAN A1
Pour étudier la structure de la Terre en profondeur, les géologues emploient des méthodes indirectes car il n’est pas possible de creuser au-delà d’une moyenne de 10km de profondeur (pour un rayon terrestre de 6370km !). C’est l’étude de la propagation des ondes sismiques qui permet  d’avoir des informations sur les profondeurs du globe.
La variation de la vitessedes ondes en profondeur permet de distinguer :
- La lithosphère, rigide et épaisse d’environ  10km en milieu océanique et de 100km en milieu continental de
- L’asthénosphère, moins rigide (= ductile), au-dessous de la lithosphère. Lorsque les ondes sismiques la traversent leur vitesse est ralentie.
La partie externe de la Terre est ainsi formée de plaques lithosphériques rigides reposant sur l’asthénosphère qui l’est moins.

A1- Structure des plaques

A1
CDP

II- Les plaques lithosphériques sont animées de mouvements :
 
Activité  2:comment les plaques lithosphériques se déplacent-elles ?
 
Bilan A2 :
 Le déplacement des plaques lithosphériques sur l’asthénosphère est une réalité que l’on peut mesurer aujourd’hui grâce aux données GPS (Global Positionning System). Il est de l’ordre de quelques centimètres par an.
Les mouvements observés sont divergents (comme de part et d’autre des dorsales océaniques), convergents (comme au niveau des fosses océaniques ou à proximité de certaines chaînes montagneuses) ou coulissants.
 
Au début du XXème siècle, le scientifique A.Wegener avait émis une première théorie (dite de la « dérive des continents »). Il pensait que c’étaient les continents qui bougeaient (il se basait sur des arguments géologiques et paléontologiques = étude de la localisation de certains fossiles) notamment. Mais il n’avait pas trouvé quel était le moteur des mouvements observés.
 
Dès la moitié du XXème siècle (1968), des études complémentaires ont montré que les mouvements proviennent d’une dissipation de l’énergie provenant des profondeurs de la Terre vers la surface (on parle de flux géothermique). En effet, la Terre possède une énergie interne. Sous forme de chaleur, elle provient de l’énergie accumulée lors de sa création (il y a 4.5Ga) mais aussi de la désintégration d’éléments radioactifs contenus dans ses roches (comme l’uranium). Ce matériel chaud remonte au niveau des dorsales.

A2- Mouvements des plaques

 

A2- Moteur des mouvements

III- Etude de zones convergentes et divergentes :

Activité 3 :Quelles sont les conséquences de l’écartement de deux plaques lithosphériques ?
 
Bilan A3 :
 
Les mouvements de divergence ont deux conséquences possibles :
- Lorsque la divergence a lieu au sein d’un continent, il y a ouverture d’un océan. On parle d’un rift (Ex : rift africain en Ethiopie)
- Si cette divergence se poursuit, elle se joue au niveau de ce qu’on appelle une dorsale océanique.
Dans les deux cas de figure, l’activité géologique est peu intense et se traduit par des séismes fréquents et un volcanisme effusif.
 
Au niveau des dorsales océaniques, la lave émise, en se refroidissant, forme de la lithosphère océanique (composée de basalte). La lithosphère nouvellement formée repousse plus loin, et de manière symétrique (par rapport à l’axe de la dorsale) le plancher océanique. Cela conduit à un écartement des plaques situées de part et d’autre. Ce phénomène de divergence conduit donc à un agrandissement de l’océan.
 
Activité 4 :comment fonctionne une zone de convergence ?

Bilan A4 :
Lorsque deux plaques se rapprochent, deux situations sont possibles :
- Une plaque océanique passe sous une autre plaque lithosphérique : il y a subduction. Ce phénomène s’accompagne d’un volcanisme explosif.
- Si chaque plaque convergente présente un continent et un morceau d’océan, le rapprochement des deux peut conduire à la fermeture de l’océan qui les séparait et se poursuivre par une lente collision, à l’origine d’une chaîne de montagnes (Alpes, Himalaya). Il en résulte la formation de plis, de  failles et des déplacements de blocs rocheux (= chevauchements) sous l’influence des fortes contraintes exercées sur la lithosphère.
Dans ces deux situations, l’activité sismique est intense et destructrice. Au niveau de la côté Ouest Américaine, elle est associée à un volcanisme explosif.
 

A3- Mouvements divergents

A4- Au niveau d'une fosse océanique

Animations tectonique des plaques