II. Mise en évidence et mesure du déplacement des plaques tectoniques
Le mouvement des plaques a été prouvé et mesuré par différentes observations géologiques et géophysiques. Quelles sont-elles ?
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II.A. L’épaisseur et âge des sédiments océaniques
Les campagnes de carottage en domaine océanique ont montré que plus on s’éloigne des dorsales océaniques:
plus l’épaisseur des sédiments reposant sur la CO est importante
plus l’âge des sédiments en contact avec les basaltes de la CO est grand.
Cela montre donc que la lithosphère océanique est produite au niveau des dorsales (phénomène nommé l’accrétion océanique) et qu’elle s’en éloigne ensuite. Cela implique donc que les plaques tectoniques se déplacent et permet de mesurer la vitesse de l'expansion océanique. cf. TD - Mesure du déplacement des plaques
II.B. Les anomalies magnétiques
Les roches magmatiques riches en fer comme le basalte acquièrent lors de leur refroidissement une aimantation leur permettant de produire un champ magnétique. Ce champ est toujours orienté parallèlement au champ magnétique terrestre régnant au moment du refroidissement.
On sait grâce à l'analyse de l'aimantation des coulées de laves successives produites par les stratovolcans que les pôles magnétiques peuvent parfois s’inverser. Les périodes de l’histoire de la Terre où le champ magnétique avait la même orientation que le champ magnétique actuel (pôle magnétique N dans l’hémisphère N) sont dites normales. Les périodes où le champ magnétique avait une orientation opposée (pôle magnétique N dans l’hémisphère S) sont dites inverses.
En domaine océanique, le champ magnétique terrestre mesuré est soit légèrement plus fort qu'attendu (anomalie magnétique positive) soit légèrement plus faible (anomalie magnétique négative).
Les anomalies + résultent du fait que le champ magnétique propre des roches magmatiques de la CO a une orientation proche du champ magnétique actuel et viennent donc le renforcer. Ces roches ont été produites pendant une période de champ magnétique normal. Inversement, les anomalies – marquent les portions de CO produites aux époques où le champ magnétique terrestre était inverse. Les anomalies magnétiques se répartissent en bandes parallèles et symétriques de part et d'autre des dorsales. Cela permet donc (cf. Vidéo n°3)
d'une part de confirmer à nouveau que les plaques tectoniques subissent un mouvement divergent au niveau des dorsales conduisant à la production de lithosphère océanique.
et d'autre part, de mesurer la vitesse de déplacement relative des deux plaques en contact. cf. TD - Mesure du déplacement des plaques
Les coulées successives des stratovolcans ont enregistré des champs magnétiques parfois opposés à celui régnant actuellement, montrant que régulièrement les pôles magnétiques N et S s'inversent
Cartes des anomalies magnétiques autour de la dorsale de l'Atlantique Nord
II.C. Le volcanisme de point chaud
Les points chauds sont des zones de remontée très localisées, quasi-fixes dans le référentiel géocentrique, d’un panache de matériaux mantellique (péridotites), solide, d’origine très profonde (origine = interface noyau/manteau), et donc très chaud. Les panaches de points chaud génèrent un magma abondant à proximité de la surface et produisent ainsi des édifices volcaniques.
Les points chauds actuels s'inscrivent dans des alignements de volcans d’âge croissant comme la chaîne « Hawai-Empereur » dans le Pacifique ou « Seychelle-Réunion » dans l’océan Indien. Cette observation constitue un argument supplémentaire en faveur de la théorie de la tectonique des plaques et fournit un outil supplémentaire pour mesurer le déplacement des plaques.
Au fur et à mesure que les plaques se déplacent à la surface du globe, des volcans se forment les uns à la suite des autres selon une ligne matérialisant la trajectoire suivie par la plaque sur le point chaud fixe.
En datant les différents volcans, on peut donc retracer la trajectoire de la plaque au cours des derniers centaines de millions d’années et mesurer la vitesse de déplacement absolue de la plaque dans le référentiel géocentrique. cf. TD - Mesure du déplacement des plaques + Une analogie pour comprendre : la machine à coudre
L'alignement des édifices volcaniques d'âge croissant de la chaîne Hawaï-Empereur .
II.D. Les données GPS (Global Positionning System)
Les données GPS permettent de mesurer le déplacement absolu et instantané des plaques (à partir duquel on peut aisément déduire leur mouvement relatif).
Elles démontrent bien que les plaques se déplacent selon un mouvement de rotation autour d’un axe passant par le centre de la Terre. L’ensemble des points d’une plaque se déplacent à la même vitesse angulaire.
Par ailleurs, les données GPS nous montrent que la vitesse de déplacement instantanées des plaques est très proche de leur vitesse de déplacement moyenne sur les derniers millions d'années (grande stabilité du processus).
cf. TD - Mesure du déplacement des plaques
Je vérifie que j'ai compris et assimilé les notions
Comment l'épaisseur des sédiments varie-t-elle dans les océans ?
Comment l'âge des sédiments en contact avec le basalte de la CO varie-t-elle dans les océans ?
En quoi cela constitue-t-il un argument en faveur du déplacement des plaques ?
Comment appelle-t-on le processus de fabrication de lithosphère océanique ?
Qu'est-ce qu'une inversion du champs magnétique terrestre ?
Qu'est-ce que le champs magnétique propre d'une roche ? Quels types de roches possède ce genre de propriété ? A quel moment l'acquière-t-elle ?
Qu'est-ce qu'une anomalie magnétique ? Quels sont les deux types d'anomalies magnétiques ?
Comment se répartissent ces anomalies magnétiques au niveau des océans ?
En quoi cela constitue-t-il un argument en faveur du déplacement des plaques ?
Quel type de mouvement les anomalies magnétiques permettent-elle de mesurer : le mouvement relatif des plaques (càd l'une par rapport à l'autre) ou leur mouvement absolu (dans le référentiel géocentrique) ?
Quel sont les deux types de volcanisme ?
Qu'est-ce qu'un point chaud ?
D'où vient le matériel du point chaud ? Sous quel état remonte-t-il ?
Le point chaud se déplace-t-il en même temps que la plaque ?
Comment se répartissent les édifices volcaniques de points chauds ?
En quoi cela constitue-t-il un argument en faveur du déplacement des plaques ?
Quel type de mouvement les édifices de points chaud permettent-elle de mesurer : le mouvement relatif des plaques (càd l'une par rapport à l'autre) ou leur mouvement absolu (dans le référentiel géocentrique) ?
Quel type de mouvement les données GPS permettent-elle de mesurer : le mouvement relatif des plaques (càd l'une par rapport à l'autre) ou leur mouvement absolu (dans le référentiel géocentrique) ?
Que nous montre les données GPS ?
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