Plaques lithosphériques
AUTEUR (date) : zones rigides délimitées par des reliefs accidentés où se concentrent les séismes. Ces zones sont caractérisées par leur rigidité et leur mouvement, qui provoque des déformations aux frontières.
Dorsales océaniques
AUTEUR (date) : frontières divergentes où la lithosphère se sépare, associées à un fort flux géotherm et un volcanisme. Elles se manifestent par des reliefs accidentés et une activité magmatique intense.
Flux géotherm
AUTEUR (date) : mesure du transfert de chaleur à travers la croûte terrestre, correspondant aux anomalies du gradient géotherm, notamment accru au centre des dorsales et dans les zones volcaniques.
Plan de Wadatti-Benioff
AUTEUR (date) : plan correspondant à la zone de plongement de la plaque océanique lors de la subduction, où se concentrent des séismes pouvant atteindre 700 km de profondeur.
Lithosphère océanique (L.O.)
AUTEUR (date) : partie de la lithosphère située sous les océans, plus froide, plus dense et plus rigide, qui s'enfonce lors de la subduction.
Lithosphère continentale (L.C.)
AUTEUR (date) : partie de la lithosphère située sous les continents, généralement plus épaisse et moins froide que la lithosphère océanique.
Les plaques lithosphériques sont des zones rigides délimitées par des reliefs accidentés, où se concentrent principalement les séismes. Ces zones sont souvent entourées de zones peu ou pas sismiques, dessinant ainsi la configuration des plaques. Les frontières de ces plaques comprennent notamment des dorsales océaniques, qui sont des frontières divergentes caractérisées par un fort flux géotherm et un volcanisme associé. Le flux géotherm, mesuré par satellites, correspond à des anomalies du gradient géotherm, avec une augmentation notable au centre des dorsales et dans les zones volcaniques "arrière-arc" des zones de subduction. La lithosphère océanique, plus froide et plus dense, s’enfonce lors de la subduction, formant des fosses océaniques profondes et étant associée à une activité sismique pouvant atteindre 700 km de profondeur selon le plan de Wadatti-Benioff. La zone de subduction est également caractérisée par un volcanisme intense et un séisme profond, avec une lithosphère qui se refroidit lentement, expliquant la sismicité profonde. La convection de l’asthénosphère provoque la dislocation des plaques, notamment lors de divergences où la fusion partielle de l’asthénosphère donne naissance à de nouvelles plaques océaniques.
Comprendre la structure et les caractéristiques physiques des plaques lithosphériques permet d'identifier leurs frontières, telles que les dorsales et les zones de subduction, ainsi que leurs comportements mécaniques, notamment la sismicité et le volcanisme associés.
Datation des sédiments océaniques : La datation des sédiments en contact avec les basaltes océaniques permet de déterminer l'âge de la formation de la lithosphère océanique. Plus ces sédiments sont anciens, plus la lithosphère est ancienne.
Anomalies magnétiques : Enregistrement des variations du champ magnétique terrestre dans les basaltes océaniques, reflétant les inversions du champ magnétique. Ces anomalies permettent de reconstituer les mouvements des plaques.
Basaltes océaniques : Roches volcaniques formées lors de la solidification du magma à la dorsale océanique. Leur composition et leur magnétisme sont essentiels pour étudier l'histoire géologique de la lithosphère.
Inversions du champ magnétique terrestre : Changements dans la polarité du champ magnétique de la Terre, enregistrés dans les basaltes lors de leur solidification, permettant d'établir une chronologie des mouvements tectoniques.
L'âge des sédiments au contact des basaltes océaniques permet de dater la formation de la lithosphère océanique. La datation montre que plus les sédiments sont épais et variés, plus la lithosphère est ancienne, indiquant une accumulation progressive sur de longues périodes.
Les anomalies magnétiques enregistrées dans les basaltes océaniques reflètent les inversions du champ magnétique terrestre. Ces enregistrements magnétiques permettent de reconstituer les mouvements des plaques en identifiant des bandes d'anomalies symétriques de part et d'autre des dorsales.
La variation d'épaisseur et de variété des sédiments indique également l'ancienneté de la lithosphère océanique, car ces caractéristiques évoluent avec le temps, témoignant de la progression de la formation et de l'évolution des fonds océaniques.
Les données géologiques et magnétiques, notamment la datation des sédiments et les anomalies magnétiques, fournissent des preuves indirectes solides confirmant la mobilité des plaques lithosphériques.
Sédiments ante-rift : Sédiments affectés par le jeu des failles, déposés avant la formation du rift. Ils enregistrent les premiers stades de l'évolution géologique de la zone, souvent affectés par le mouvement des failles qui modifient leur position et leur structure.
Sédiments syn-rift : Sédiments déposés dans les cavités créées par le basculement des blocs lors de la phase de rifting. Leur formation est directement liée à l'activité tectonique en cours, notamment à l'ouverture du bassin.
Sédiments post-rift : Sédiments qui se déposent après la phase de rifting, dans des zones non affectées par les failles. Ils témoignent de l'évolution ultérieure de la zone, lorsque l'activité tectonique diminue ou cesse.
Rift continental : Zone de fracture et de déformation de la lithosphère continentale, caractérisée par un affaissement progressif et la formation de bassins sédimentaires. Il s'agit d'une étape précoce dans le processus d'ouverture océanique.
Subsidence thermique : Enfoncement progressif de la lithosphère océanique refroidie, provoqué par la perte de chaleur. Ce phénomène contribue à l'enfouissement des sédiments et à la formation de bassins profonds liés à l'ouverture océanique.
Les sédiments antérieurs au rift, appelés ante-rift, sont affectés par les failles, ce qui indique leur dépôt avant l'activité tectonique intense. Les sédiments syn-rift se déposent dans les cavités créées par le basculement des blocs, témoignant de l'activité de rifting en cours. Enfin, les sédiments post-rift ne sont pas affectés par les failles, déposés après la phase de rifting, dans des zones plus stables.
La progression de la sédimentation dans les bassins liés au rift permet de retracer l'histoire de la formation océanique. En effet, la stratigraphie des sédiments témoigne de l'évolution temporelle du processus de rifting et d'ouverture de l'océan, en passant par des phases ante-rift, syn-rift et post-rift.
La subsidence thermique joue un rôle clé en provoquant l'enfoncement progressif de la lithosphère océanique refroidie, ce qui favorise la formation de bassins profonds et influence la stratigraphie sédimentaire.
La stratigraphie des sédiments océaniques, en distinguant les sédiments ante-rift, syn-rift et post-rift, permet de reconstituer l'histoire de la formation océanique, notamment à travers la progression de la sédimentation et la subsidence thermique.
Champ magnétique terrestre : Le champ magnétique généré par la Terre, qui connaît des inversions de polarité au cours du temps. Ces inversions sont enregistrées dans la croûte océanique lors de la solidification des basaltes.
Inversions magnétiques : Phénomènes où la polarité du champ magnétique terrestre s'inverse, laissant une trace dans la roche. Ces inversions sont à l’origine des anomalies magnétiques détectées dans les basaltes océaniques.
Les basaltes océaniques enregistrent les anomalies magnétiques liées aux inversions du champ magnétique terrestre. La symétrie de ces anomalies de part et d'autre des dorsales permet de dater les roches et de reconstituer les déplacements des plaques tectoniques. Ces anomalies constituent une preuve majeure de la création continue de nouvelle lithosphère océanique au niveau des dorsales, témoignant de l'activité de la dorsale et de la dynamique de la croûte océanique.
L’étude des anomalies magnétiques permet ainsi de déterminer l’âge des roches et de suivre les mouvements des plaques de part et d’autre des dorsales, en analysant la symétrie et la périodicité des anomalies enregistrées dans la roche.
L’étude des anomalies magnétiques constitue une méthode clé pour comprendre la chronologie et la dynamique de la formation océanique, en révélant la création continue de lithosphère au niveau des dorsales et en permettant de reconstituer l’histoire des mouvements des plaques tectoniques.
Géodésie spatiale : Discipline qui consiste à mesurer précisément la position des points à la surface de la Terre à l’aide de techniques spatiales, permettant de suivre les mouvements terrestres avec une grande précision.
GPS : Système de positionnement global utilisant des satellites pour déterminer la position d’un point sur la surface terrestre. Il permet de mesurer le déplacement actuel des plaques lithosphériques avec une précision de l’ordre du millimètre par an.
Déplacement absolu des plaques : Mouvement de translation d’une plaque lithosphérique par rapport à un référentiel fixe, généralement mesuré en centimètres par an.
Convection de l'asthénosphère : Mécanisme dynamique dans lequel la matière chaude, moins dense, remonte vers la surface, tandis que la matière froide, plus dense, replonge vers le fond. Ce processus entraîne le déplacement des plaques lithosphériques.
Le GPS permet de mesurer avec précision le déplacement actuel des plaques lithosphériques à l’échelle millimétrique par an. Grâce à ce système, il est possible de positionner des stations GPS réparties sur toute la planète sur plusieurs années, ce qui permet de déterminer la direction et la vitesse de déplacement de chaque plaque. Ce déplacement absolu est généralement de l’ordre de quelques centimètres par an.
Les mouvements des plaques sont liés aux mouvements de convection dans l’asthénosphère. La convection, caractérisée par la remontée de matière chaude et la plongée de matière froide, constitue le mécanisme principal qui entraîne la translation des plaques lithosphériques. La matière chaude, moins dense, remonte vers la surface, se refroidit au niveau des dorsales, puis se densifie et replonge vers le fond, créant ainsi un cycle dynamique.
La quantification précise des déplacements des plaques grâce aux technologies spatiales, notamment le GPS, confirme que ces mouvements sont liés aux mécanismes de convection dans l’asthénosphère, avec un déplacement absolu de quelques centimètres par an.
Point chaud
Alignement volcanique
AUTEUR (date) : source ne fournit pas de définition précise.
L'alignement volcanique désigne la disposition linéaire de volcans formés par le déplacement d'une plaque lithosphérique au-dessus d’un point chaud fixe, permettant de reconstituer la direction et la vitesse du déplacement de la plaque.
Archipel d'Hawaï
AUTEUR (date) : source ne fournit pas de définition précise.
L'archipel d'Hawaï est un ensemble de volcans alignés, formés par le déplacement d'une plaque océanique au-dessus d’un point chaud fixe, dont la datation et la position permettent d’étudier le mouvement de la plaque.
Plaque lithosphérique fixe
AUTEUR (date) : source ne fournit pas de définition précise.
Une plaque lithosphérique considérée comme immobile par rapport au point chaud, servant de référence pour mesurer le déplacement relatif des autres plaques.
Les points chauds sont des sources magmatiques fixes dans le manteau, sur lesquelles les plaques lithosphériques se déplacent. L’alignement des volcans de l’archipel d’Hawaï permet de reconstituer la direction et la vitesse du déplacement de la plaque océanique. En effet, la datation des volcans et leur positionnement indiquent comment la plaque a migré au fil du temps. Le volcanisme de point chaud est indépendant des frontières de plaques, ce qui témoigne du mouvement relatif des plaques lithosphériques. Le fait que le point chaud reste fixe dans le manteau, tandis que la plaque se déplace, constitue une preuve essentielle pour comprendre la mobilité horizontale des plaques.
Le volcanisme de point chaud sert de référence fixe pour étudier le déplacement relatif des plaques lithosphériques, en permettant de reconstituer leur direction et leur vitesse de déplacement.
Failles normales : fractures dans la lithosphère où les blocs se déplacent verticalement ou horizontalement sous l’effet de forces divergentes. Elles témoignent de l’étirement de la croûte terrestre, souvent associées aux zones de rifting.
Dorsale océanique : relief sous-marin allongé, segmenté par des failles transformantes, résultant de la remontée de l’asthénosphère et de la fusion partielle des péridotites par décompression adiabatique. Elle constitue la zone de formation de nouvelle lithosphère océanique.
Marge passive : ancien bord de rift où l’activité sismique et volcanique est absente. Elles correspondent aux zones où la rupture continentale s’est produite, témoins de l’histoire précoce de la séparation et de la formation des océans.
Fusion partielle par décompression adiabatique : phénomène où la remontée de l’asthénosphère provoque une baisse de pression sans changement de température, entraînant la fusion partielle des péridotites du manteau. Cela génère du magma qui forme la nouvelle lithosphère océanique.
Les forces divergentes provoquent l’amincissement et la rupture de la lithosphère continentale, initiant le rifting. Lors de ce processus, la lithosphère se fragmente en failles normales, formant des zones faillées appelées rifts. Ces rifts sont des zones d’effondrement longues et étroites, souvent appelées rifts continentaux lorsqu’ils concernent la croûte continentale.
L’apparition de la dorsale océanique résulte de la remontée de l’asthénosphère, qui provoque la fusion partielle des péridotites par décompression adiabatique. La fusion partielle se produit lorsque la pression diminue sans variation de température (environ 1300°C), ce qui entraîne la formation de magma. Ce magma, émis en volume important (~20 km³/an), remonte dans une chambre magmatique sous la dorsale, où il refroidit pour donner naissance à la lithosphère océanique, principalement sous forme de basaltes ou de gabbros.
Au niveau des dorsales, l’asthénosphère remonte, ce qui entraîne la fusion partielle des péridotites du manteau. La lithosphère océanique s’épaissit et devient plus dense en se refroidissant, provoquant la subsidence thermique. La circulation de l’eau de mer dans cette lithosphère altère les minéraux, notamment les plagioclases, et favorise la formation de péridotite serpentinisée.
La divergence des plaques lithosphériques est le moteur principal de la formation des océans, par le processus de rifting continental suivi de la création de dorsales océaniques, où la fusion partielle par décompression adiabatique génère la nouvelle croûte océanique.
| Thème | Notions clés | Description | Auteur | Date |
|---|---|---|---|---|
| Plaques lithosphériques | Zones rigides délimitées par reliefs accidentés | Zones où se concentrent séismes, caractérisées par leur rigidité et leur mouvement | Non spécifié | Non spécifié |
| Dorsales océaniques | Frontières divergentes | Reliefs accidentés, flux géotherm élevé, volcanisme associé | Non spécifié | Non spécifié |
| Flux géotherm | Transfert de chaleur | Anomalies du gradient géotherm, accru au centre des dorsales et zones volcaniques | Non spécifié | Non spécifié |
| Plan de Wadati-Benioff | Zone de plongement | Zone de subduction avec séismes jusqu’à 700 km de profondeur | Non spécifié | Non spécifié |
| Lithosphère océanique (L.O.) | Partie sous océans, froide et dense | S’enfonce lors de la subduction, forme fosses océaniques profondes | Non spécifié | Non spécifié |
| Lithosphère continentale (L.C.) | Partie sous continents | Plus épaisse, moins froide que L.O. | Non spécifié | Non spécifié |
| Datation des sédiments océaniques | Détermine âge de la lithosphère océanique | Sédiments anciens = lithosphère ancienne, plus récents = jeune | Non spécifié | Non spécifié |
| Anomalies magnétiques | Variations du champ magnétique enregistrées dans basaltes | Reconstituent mouvements des plaques via bandes symétriques autour des dorsales | Non spécifié | Non spécifié |
Dernier item : Vérifier que tous les concepts clés liés à la mobilité des plaques lithosphériques sont compris et bien différenciés (notamment preuves indirectes, mécanismes et caractéristiques physiques).
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1. Comment peut-on définir une plaque lithosphérique dans le contexte de la tectonique des plaques ?
2. Qui a proposé que la datation des sédiments océaniques constitue une preuve indirecte de la mobilité des plaques lithosphériques ?
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Plaques lithosphériques — définition ?
Zones rigides délimitées par reliefs accidentés où se concentrent séismes.
Preuves indirectes — rôle ?
Confirmer la mobilité des plaques via datation et anomalies magnétiques.
Datation sédiments océans — objectif ?
Déterminer l’âge de la lithosphère océanique.
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