Fiche de révisions SVT La tectonique des Plaques

Rappel : Ecorce terrestre= lithosphère (plusieurs plaques lithosphériques en mouvement) rigide sur l’asthénosphère. Idée avant 20ème s. : théorie fixiste surface terrestre est constituée d’une seule croûte rigide fixe. Le refroidissement de la Terre (par contraction thermique) aurait entraîné une diminution de volume et donc de sa surface-> l’origine des montagnes et océans (« fossés d’effondrement ») Comment l’idée de la mobilité de la surface est-elle née ? Quels sont les arguments prouvant cette idée ?

I- L’élaboration de la théorie de la dérive des continents (1912-1930) : Wegener déjà avant Wegener : idées mobilistes mais il est le premier à étayer son hypothèse avec un grand nombre d’arguments (climatologie, pétrologie, morphologie) pour en faire une théorie scientifique cohérente. Théorie : construction intellectuelle établie à partir d’un grand nombre d’observations et permettant d’expliquer un phénomène

A- La naissance d’une idée : la dérive des continents (les arguments de Wegener Théorie de la dérive supercontinent fracturé en bloc continentaux qui ont dérivés jusqu’à leurs positions actuelles - arguments morphologiques (une complémentarité des côtes) paléontologique (fossiles antiques) , paléoclimatique (climat passé) et pétrographique (concordance des formations rocheuses les + anciennes) imposent donc des liaisons continentales passées [Pangée il y a 250 Ma] -répartition bimodale des altitudes à la surface de la terre = composition différente des continents (SIMA) et des océans (SIAL). Les continents + légers reposeraient sur le fond des océans plus denses. (permettrait des mouvements verticaux (isostasie) et donc aussi horizontaux)

B- Les arguments à l’origine du rejet de la théorie - moteur supposé. (la rotation de la Terre et de l’effet des marées) bien trop faible Holmes présente un mécanisme invoquant les courants de convec° sous la surface terrestre, (hypothèse non suivi) Travaux de Gutenberg & trajectoires des ondes sismiques dans le globe grande partie du globe est solide {+ On s’enfonce, + c’est dense + C’est dense, plus l’onde est réfractée}

La nature de la croute terrestre Répartition bimodale des altitudes= La surface terrestre est faite de différentes roches que les fonds océaniques.

Roches Observations macroscopiques Texture Composition minéralogique

Densité

Granite Couleur noire & blanche Minéral noir-brillant : Biotite Minéral gris-sale : Quartz Minéral blanc : Plagioclase Minéral rose blanc : orthose

Grenue minéraux visibles à l’œil nu (plutonique)

-Quartz -Biotite -Plagioclase -orthose

2.6

Basalte Couleur noire Microlithique minéraux non-visibles à l’œil nu (volcaniques)

-olivine -orthose -pyroxène Augite -Plagioclase

2,8

Gabbro Minéral Foncé à reflet métallique : Augite Minéral claire : Plagioclase

Grenue -plagioclase -pyroxène Augite

2,9

Péridotite Teinte verte Minéral vert brillant : olivine Minéral noir brillant : Augite La + présente quantitativement

Grenue -Augite -olivine

3,1

II- L’apport de nouvelles données géologiques 1- La composition de la croûte terrestre (océanique & continentale)

maj. roches magmatiques silicatées ( (SIO4)4- ; Fe, Mg, Al, Ca, K, Na). 98% de la masse croûte. La quasi-totalité de la croûte est recouverte d’une couche plus ou moins importante de roches sédimentaires.

a) La croûte océanique constituée de 2 roches magmatiques superposées, Basalte & Gabbro, recouverte d’une couche de sédiments marins

b) La croûte continentale La croûte continentale est essentiellement formée de roches de nature granitique

2- Les roches du manteau supérieur Des fragments de péridotite, très riches en olivine et pyroxène, avec qques minéraux comme le grenat. On trouve de rares échantillons, on connaît la composition par l’étude de la propagation des ondes sismiques. (manteau toujours de nature péridotique). L’apport de données sismologiques

Ondes Seconde : ondes de cisaillement Ondes Première : ondes de compressions -placer les 2 électrodes sur la barre de roche à une distance précise l’une de l’autre -taper d’un côté sur la barre de roche et mesurer la différence des temps d’arrivées des ondes des 2 capteurs (v=d/t)

Onde P directe arrive avant P réfléchie onde Pn qui arrive avant l’onde Pg (directe). ->trajet plus long & plus rapide. passage par un milieu dont les propriétés rendent l’onde P plus rapide. Cette onde à forcément été réfracté.

Dans les années qui suivent, bcp d’études de propagation d’ondes sismiques ont permis d’établir la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur à l’échelle de la terre

1. La détermination de l’épaisseur de la croûte terrestre L’étude de la propagat° des ondes sismiques : couches de natures différentes : la couche superficielle/croute repose sur le manteau, croûte océanique (10km max.) ; croûte continentale (30km min). limite croûte-manteau = MOHO. 2. La découverte d’une topographie océanique caractéristique (1945-1960) Après WWII Découverte d’une topographie océanique caract., avec des structures retrouvables dans tous les océans. Le fond des océans= maj. plaines abyssales, grandes étendues planes (4 à 5km profondeur). Cette topographie ≠ continents réfuter théorie fixiste. (océans= effondrement continents) mais topo. ≠

L’hypothèse de l’expansion des fonds océaniques

1. L’étude du flux géothermique et l’hypothèse de Hess

Flux géothermique = la quantité de chaleur évacuée ; le plus important au niveau des dorsales océaniques. refroidissement de quantités des magmas très importante / création des tonnes de roches océaniques (croûte oceanique) conduit à un agrandissement de l’océan à ce niveau : les continents s’écartent.

Le manteau terrestre est solide! Le mouvement de la matière à l’intérieur de la masse solide s’explique par le temps flux géothermique/ dissipation de chaleur à la surface terrestre de 60mW.m-2 en moyenne. 5* plus important (environ) au niveau des dorsales océaniques) Hess en 1962 met en relation les flux géothermiques rélevés à l’aplomb des dorsales avec des courants ascendants de matière chaude dans le manteau. Ces courants font parties des boucles de convection dans le manteau, dont les courants descendants seraient situés sous les fosses. Cette convection mantellique expliquerait la formation de la croûte océanique : accrétion au niveau des dorsales océanique & écartement de cette croûte (et donc des continents qui la borde). 2. l’étude du paléomagnétisme et l‘hypothèse de Vine et Matthews

Découverte anomalies magnétiques dans le plancher océanique. aimantation inversée ou pas disposée de manière symétrique par rapport à l’axe de la dorsale prouve que la croûte océanique se forme par accrétion au niveau des dorsales océaniques, puisqu’elle s’éloigne de part et d’autre de la dorsale une fois formée. Ces anomalies : mises en rela° avec les invers° du pôle magnétique terrestre (aléatoires au cours des temps géologiques). Ces invers° ayant été datées, on peut ainsi mesurer l’expansion océanique. Le jour ou le magma est sorti, il a enregistré la polarisation de la terre paléomagnétisme des basaltes océaniques + idées de Hess (flux géothermique ; convection mantelliques) confirment existence expansion océanique en « double tapis roulant ». (L’expansion de l’océan atlantique est de 89 mm/an ~~varie pour tous les océans) Utilisation d’un microscope polarisant : il possède 2 filtres optiques qui orientent les rayons lumineux, (polariseur et l’analyseur)

1- Positionner le polariseur, en réalisant une extinction de la lumière. il ne faudra plus jamais le déregler On peut étudier les lames en lumière polarisée avec et sans analyseur, prop. optiques visibles ≠ et l’ensemble permettra de déterminer les minéraux présents.