Fiche de révision : Dynamique de la lithosphère

📋 Plan du Cours

1. Structure et comportement des plaques
2. Mouvements et frontières des plaques
3. Mesure directe des déplacements
4. Sédiments et expansion océanique
5. Paléomagnétisme et vitesse d’expansion
6. Points chauds et signatures thermiques

📖 1. Structure et comportement des plaques

🔑 Notions clés & Définitions

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

★ À maîtriser

📌 La limite lithosphère-asthénosphère est une limite thermique correspondant à l’isotherme 1 300 °C, et non une limite entre deux roches différentes, car les deux enveloppes sont constituées de péridotite.

Compléments

• Les séismes sont une conséquence des mouvements des plaques et leur répartition permet de localiser les frontières entre plaques.

💡 Astuce mémo

Lithosphère rigide au-dessus, asthénosphère ductile au-dessous

📖 2. Mouvements et frontières des plaques

📝 Points essentiels

• Les trois types de mouvements relatifs 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

CDT : convergence, divergence, coulissage

📖 3. Mesure directe des déplacements

📝 Points essentiels

• Les balises GPS fixes enregistrent leurs déplacements grâce aux satellites, ce qui permet de déterminer en temps réel le sens de déplacement des plaques et de calculer leur vitesse avec une précision de l’ordre du millimètre.

📖 4. Sédiments et expansion océanique

🔑 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.

📝 Points essentiels

• Plus on s’éloigne d’une dorsale, plus la couche de sédiments est épaisse et plus le sédiment en contact avec le basalte est âgé.

• De part et d’autre d’une dorsale, l’âge des fonds océaniques augmente avec l’éloignement, ce qui confirme que la croûte océanique se forme à l’axe de la dorsale puis s’en écarte.

💡 Astuce mémo

Éloignement de la dorsale → sédiments plus épais et plus anciens

📖 5. Paléomagnétisme et vitesse d’expansion

🔑 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

📌 Un basalte formé pendant une période normale produit une anomalie magnétique positive, car son aimantation s’ajoute au champ actuel, tandis qu’un basalte formé pendant une période inverse produit une anomalie négative, car son aimantation s’y soustrait.

• Les bandes d’anomalies magnétiques positives et négatives sont alternées et symétriques de part et d’autre de l’axe de la dorsale, ce qui confirme l’expansion océanique.

📐 Formule — La vitesse d’expansion se calcule avec la relation $v = \frac{d}{t}$, où d est la distance à l’axe et t l’âge de la bande d’anomalie.

Compléments

• Une bande située à 100 km de l’axe et datée de 5 Ma correspond à une vitesse d’expansion de 2 cm/an.

💡 Astuce mémo

Anomalie positive : champ renforcé ; anomalie négative : champ affaibli

📖 6. Points chauds et signatures thermiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Point chaud : Remontée de roches du manteau solide anormalement chaud, issues 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 produit un alignement de volcans successifs, de plus en plus anciens à mesure qu’ils sont éloignés du volcan actif.

• Le flux géothermique est maximal au niveau des dorsales, où la libération d’énergie interne est particulièrement importante, et il est globalement plus élevé dans les océans que dans les continents.

Compléments

• 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 d’environ 9 cm/an pour la plaque Pacifique.

• Les zones de 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

Plaque mobile au-dessus d’un point chaud fixe → alignement volcanique daté