Fiche de révision : Dynamique de la lithosphère

📋 Plan du Cours

1. Structure et limites des plaques
2. Mouvements relatifs des plaques
3. Mesurer la mobilité des plaques
4. Indices géologiques de l’expansion
5. Paléomagnétisme et expansion océanique
6. Points chauds et signatures thermiques
7. Flux géothermique des frontières

📖 1. Structure et limites des plaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Lithosphère : Enveloppe externe rigide et cassante de la Terre, composée de la croûte océanique ou continentale et de la partie supérieure du manteau constituée de péridotite.

★ À maîtriser

📌 La lithosphère et l’asthénosphère sont constituées de la même roche, la péridotite, mais la lithosphère a un comportement rigide et cassant tandis que l’asthénosphère a un comportement ductile.

• La limite entre lithosphère et asthénosphère correspond à l’isotherme 1 300 °C.

Compléments

• La répartition des séismes permet de localiser les frontières des plaques, car les mouvements des plaques provoquent des séismes.

💡 Astuce mémo

Lithosphère rigide au-dessus, asthénosphère ductile au-dessous

📖 2. Mouvements relatifs des plaques

📝 Points essentiels

• Les principaux mouvements entre plaques sont: la convergence, associée aux zones de subduction et aux chaînes de montagnes, la divergence, associée aux dorsales océaniques, le coulissage, associé aux failles transformantes

💡 Astuce mémo

CD C : Convergence, Divergence, Coulissage

📖 3. Mesurer la mobilité des plaques

📝 Points essentiels

• Les balises GPS réparties à la surface de la Terre permettent, grâce aux satellites, de mesurer en temps réel le sens de déplacement des plaques.

• Les techniques GPS permettent de calculer les vitesses de déplacement des plaques avec une précision de l’ordre du millimètre.

📖 4. Indices géologiques de l’expansion

🔑 Notions clés & Définitions

• Sédiments océaniques : Éléments détritiques provenant principalement de l’érosion des continents ou de restes d’êtres vivants, qui s’accumulent en strates successives sur la croûte océanique.

★ À maîtriser

📌 Plus on s’éloigne d’une dorsale, plus la couche de sédiments océaniques est épaisse et plus le sédiment au contact du basalte est âgé.

• De part et d’autre d’une dorsale, l’âge des fonds océaniques augmente avec l’éloignement de la dorsale, ce qui confirme l’expansion et la divergence océaniques.

Compléments

• Les forages océaniques permettent de reconstituer la succession des strates de sédiments déposées sur le basalte.

💡 Astuce mémo

Éloignement de la dorsale → sédiments plus épais et fonds plus anciens

📖 5. Paléomagnétisme et expansion océanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Paléomagnétisme : Aimantation conservée par les minéraux riches en fer du basalte et du gabbro lors de leur refroidissement, selon la direction du champ magnétique terrestre de l’époque.

★ À maîtriser

📌 Une période normale produit une anomalie magnétique positive, car l’aimantation des basaltes s’ajoute au champ actuel, tandis qu’une période inverse produit une anomalie négative, car elle s’y soustrait.

• Le plancher océanique présente des bandes d’anomalies positives et négatives alternées, symétriques de part et d’autre de l’axe de la dorsale.

• Les bandes magnétiques montrent que la croûte océanique se forme à l’axe de la dorsale puis s’écarte de part et d’autre, ce qui constitue l’expansion océanique.

📐 Formule — La vitesse d’expansion se calcule avec la relation $v = \frac{\text{distance à l’axe}}{\text{âge}}$.

Compléments

• Le champ magnétique terrestre s’inverse de façon irrégulière, en moyenne tous les quelques centaines de milliers d’années.

• Une bande située à 100 km de l’axe et âgée de 5 Ma s’est déplacée à une vitesse de 2 cm/an.

💡 Astuce mémo

Période normale : anomalie positive ; période inverse : anomalie négative

📖 6. Points chauds et signatures thermiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Point chaud : Remontée de roches du manteau solide anormalement chaud, provenant d’une source très profonde, qui fondent partiellement près de la surface lorsque la pression diminue.

★ À maîtriser

• Un point chaud étant supposé fixe par rapport au manteau profond, le déplacement de la plaque au-dessus de lui construit successivement un alignement de volcans, d’autant plus anciens qu’ils sont éloignés du volcan actif.

• L’île de Midway, âgée de 27 Ma et située à environ 2 400 km du volcan actif d’Hawaï, indique une vitesse de déplacement de la plaque Pacifique d’environ 9 cm/an.

Compléments

• Les alignements de volcans associés aux points chauds permettent de déterminer le sens et la vitesse absolue du déplacement d’une plaque.

• Les données géologiques sur les sédiments, le paléomagnétisme et les points chauds sont cohérentes avec les données GPS et confirment les modèles de mouvements des plaques, comme NUVEL 1.

💡 Astuce mémo

Point chaud fixe → plaque mobile → volcans de plus en plus anciens

📖 7. Flux géothermique des frontières

📝 Points essentiels

• La Terre libère en surface son énergie interne par conduction, avec une libération de chaleur plus importante au niveau des océans que des continents.

• Le flux géothermique est maximal au niveau des dorsales océaniques, où la libération d’énergie interne est la plus importante.

📌 Les frontières de convergence avec subduction présentent un minimum de flux géothermique à l’aplomb de la fosse et un flux plus élevé dans les arcs volcaniques qui les bordent souvent.

💡 Astuce mémo

Dorsale : flux maximal ; fosse de subduction : flux minimal

📊 Tableaux de synthèse

Mouvements et frontières des plaques