svt cours - Chapitre 2 : La dynamique de la lithosphère

« Thème 1B - Chapitre 2 : La dynamique de la lithosphère I. La caractérisation de la mobilité horizontale 1) Mise en évidence des plaques lithosphériques En 1968, X.

Le Pichon, géologue français, analyse conjointement la répartition des failles transformantes et les zones à forte activité sismique. Il propose alors un modèle où la lithosphère est découpée en plusieurs plaques solides et rigides mobiles les unes par rapport aux autres : c’est le modèle de la tectonique des plaques.

(6 à l’époque  14 grandes + 40aine de microplaques actuellement). Les plaques sont séparées par trois types de frontières, caractérisées par des mouvements différents : • mouvement divergent au niveau des dorsales, • mouvement convergent au niveau des zones de subduction (fosses océanique ou chaines de montagnes, issues d’une ancienne subduction) • mouvement décrochant au niveau des failles transformantes. Une plaque lithosphérique est donc délimitée horizontalement par ces 3 types de frontières et verticalement par la limite lithosphère/asthénosphère. Cette mobilité horizontale dépend d’une dynamique plus profonde : celle qui anime le manteau grâce aux boucles de convection. Plusieurs méthodes permettent de préciser et de quantifier les mouvements de ces plaques lithosphériques. 2) Les différentes méthodes permettant de calculer la vitesse de déplacement des plaques La géodésie spatiale : une mesure précise des mouvements actuels des plaques Les signaux envoyés vers la surface par de nombreux satellites géodésiques en orbite autour de la Terre permettent de connaitre le positionnement de balises située à la surface des plaques lithosphériques.

Leur longitude, latitude et altitude sont mesurés avec une précision de l’ordre du mm, ce qui permet de calculer des vitesses de déplacement absolu (N, S, E, O), par rapport aux repères fixes des méridiens et parallèles terrestre. Le mouvement des plaques les unes par rapport aux autres détermine leur déplacement relatif (divergent, convergent, décrochant) et peut être suivi avec précision. Des indices géologiques du déplacement passé des plaques  L’apport des anomalies magnétiques Certaines roches, les roches magmatiques comme les basaltes notamment, acquièrent lors de leur cristallisation une aimantation.

Les minéraux ferro-magnétiques contenus dans les basaltes s’aimantent dans le sens du champ magnétique terrestre lors du refroidissement de la roche. Les paramètres du champ magnétique terrestre du moment sont alors fossilisés dans les basaltes.

L’étude des roches magmatiques a ainsi montré que le champ magnétique terrestre s’est régulièrement inversé au cours du temps.

Une échelle temporelle de ces inversions magnétiques a été établie.  Période normale = sens du champ magnétique identique au sens actuel.  Période inverse = sens du champ magnétique contraire au sens actuel. Dans les années 1950 on découvre l’existence d’anomalies magnétiques disposées en bandes parallèles et symétriques par rapport à l’axe de la dorsale. Anomalies magnétiques = champ magnétique terrestre actuel + champ magnétique fossilisé dans les basaltes.  Anomalies positives: aimantation des basaltes dans le même sens que le champ actuel.  Anomalies négatives: aimantation des basaltes dans le sens inverse du champ actuel. En 1963, 3 géologues expliquent ces anomalies : "En corrélant ces anomalies avec la chronologie des inversions périodiques du champ magnétique terrestre au cours du temps, on peut en conclure que la croûte océanique est d’autant plus âgée qu’elle est éloignée de la dorsale. La croûte océanique se forme à l’axe de la dorsale, et s’en écarte ensuite, tel un double tapis roulant." La notion d’expansion océanique est ainsi validée. Les anomalies magnétiques permettent de calculer des vitesses d’expansion océanique. 1. »