Fiche de révision : Dynamique de la lithosphère océanique

📋 Plan du Cours

1. Formation et composition des plaques
2. Méthodes d’exploration des fonds
3. Morphologie des fonds océaniques
4. Refroidissement et subsidence océanique
5. Fonctionnement magmatique des dorsales
6. Structure de la lithosphère océanique
7. Dorsales et hydrothermalisme
8. Rifting continental et évolution globale

📅 Repères chronologiques

1. environ 200 Mala Pangée s’est fracturée pour former la Laurasia au Nord, le Gondwana au Sud et la Téthys entre ces ensembles
2. Entre 100 et 50 Mal’océan Atlantique Sud s’est formé par fracturation du Gondwana
3. environ 50 Mal’océan Atlantique Nord s’est formé lorsque les plaques Amérique du Nord et Eurasie se sont séparées

📖 1. Formation et composition des plaques

📝 Points essentiels

• La croûte océanique se forme au niveau des dorsales océaniques, au fond des océans, là où les plaques lithosphériques s’éloignent dans des zones de divergence.

📌 Une plaque lithosphérique peut contenir uniquement de la croûte océanique, comme la plaque Pacifique, ou associer croûte océanique et croûte continentale, comme la plaque Europe-Asie.

💡 Astuce mémo

Plaque Pacifique : croûte océanique seule ; plaque Eurasie : croûtes océanique et continentale

📖 2. Méthodes d’exploration des fonds

🔑 Notions clés & Définitions

• Bathymétrie : Mesure la profondeur et le relief des fonds marins, souvent à l’aide de mesures acoustiques réalisées par sonar.

★ À maîtriser

• La sismique réflexion et la sismique réfraction sont des méthodes indirectes destinées à étudier la structure profonde des fonds océaniques.

Compléments

• L’imagerie acoustique couplée à la bathymétrie peut distinguer des basaltes frais, des roches plus anciennes et des sédiments recouvrant le fond océanique.

• La gravimétrie enregistre les variations de la gravité, lesquelles indiquent la présence plus ou moins proche de la surface d’un manteau plus dense que la croûte.

• Les observations directes utilisent :

  • des sous-marins
  • des robots d’observation
  • des prélèvements par carottage

💡 Astuce mémo

Mesurer, imager, sonder, observer

📖 3. Morphologie des fonds océaniques

★ À maîtriser

• Les fonds océaniques comprennent :
  • les marges
  • les plaines abyssales
  • les rides ou dorsales

📌 Les marges continentales sont actives lorsqu’elles sont associées à la convergence et stables ou passives lorsqu’elles ne présentent pas cette activité de convergence.

Compléments

• L’océan Atlantique est majoritairement bordé par des marges passives, tandis que la plupart des marges actives ferment l’océan Pacifique.

• Des plateaux sous-marins peuvent être produits par des points chauds lors de grandes crises magmatiques et certains peuvent émerger au-dessus du niveau moyen des océans.

📖 4. Refroidissement et subsidence océanique

★ À maîtriser

• 🔄 En s’éloignant de la dorsale, la lithosphère :

  1. se refroidit
  2. s’épaissit
  3. devient plus dense
  4. s’enfonce par subsidence thermique

• La lithosphère océanique flotte sur le manteau asthénosphérique pendant les 30 à 40 premiers millions d’années de son existence, puis elle y plonge.

Compléments

• La lithosphère océanique a un sommet situé vers 2 500 m de profondeur au niveau de l’axe de la dorsale, où elle est chaude et peu dense.

💡 Astuce mémo

Refroidissement → épaississement → densification → subsidence thermique

📖 5. Fonctionnement magmatique des dorsales

🔑 Notions clés & Définitions

• Réservoir magmatique : Zone à faible vitesse sismique située dans la croûte et contenant entre 2 et 20 % de liquide.

📝 Points essentiels

• Les dorsales océaniques présentent un flux de chaleur anormalement élevé, qui traduit la remontée de matière mantellique chaude sous leur axe.

• La remontée du manteau sous une dorsale provoque une fusion partielle par décompression adiabatique, qui forme un magma basaltique vers 50 km de profondeur.

• Les magmas basaltiques qui atteignent le sommet de la dorsale se solidifient au contact de l’eau de mer à 4 °C et forment des basaltes de type MORB.

💡 Astuce mémo

Remontée mantellique → décompression → fusion partielle → basalte

📖 6. Structure de la lithosphère océanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ophiolites : Fragments de lithosphère océanique transportés sur les continents par obduction, où ils permettent de reconstituer la structure des dorsales.

★ À maîtriser

• La lithosphère océanique comprend : des basaltes en surface, des complexes filoniens dans les fractures, des gabbros dans des réservoirs magmatiques à quelques kilomètres sous l’axe

Compléments

• Le massif du Chenaillet, dans les Hautes-Alpes, constitue un affleurement d’ophiolites témoignant de l’existence d’un ancien océan alpin entre -160 et -60 Ma.

💡 Astuce mémo

Basaltes en surface, dykes dessous, gabbros en profondeur

📖 7. Dorsales et hydrothermalisme

🔑 Notions clés & Définitions

• Fumeur noir : Sortie de fluides hydrothermaux chauds à plus de 450 °C, riches en métaux dissous, située à l’axe d’une dorsale.

★ À maîtriser

📌 Une dorsale rapide possède un dôme régulier aplati sans rift, une forte production magmatique et une vitesse de formation de la croûte supérieure à 10 cm par an.

📌 Une dorsale lente possède un rift central, un relief plus marqué, une faible production magmatique et une vitesse de formation de la croûte inférieure à 5 cm par an.

Compléments

• La forte productivité magmatique des dorsales rapides s’explique par une fenêtre de fusion partielle du manteau plus vaste que sous les dorsales lentes.

• Les fumeurs noirs forment des composés métalliques riches en Fe, Mn, Zn et Cu et alimentent des colonies animales utilisant une énergie chimique sans photosynthèse.

💡 Astuce mémo

Dorsale rapide : dôme sans rift ; dorsale lente : rift central

📖 8. Rifting continental et évolution globale

🔑 Notions clés & Définitions

• Rift continental : Se développe lorsqu’une croûte continentale se fracture sous l’action de la remontée de magma.

★ À maîtriser

• Un rift continental est caractérisé par :

  • des failles normales
  • des séismes assez peu profonds
  • un magmatisme basaltique ou rhyolitique

• 🔄 Les trois stades du rifting sont :

  1. le stade initial
  2. le stade intermédiaire du Rift Est-Africain
  3. le stade avancé de la mer Rouge

Compléments

• Le Rift Est-Africain s’étend de l’Éthiopie au Mozambique sur environ 3 000 km, avec une extension de 0,5 cm par an et une croûte localement amincie jusqu’à 8 km dans la région des Afar.

💡 Astuce mémo

Rift continental initial → rift intermédiaire → mer Rouge → océan

📊 Tableaux de synthèse

Dorsales rapides et lentes