Fiche de révision : Dynamique des Plaques Lithosphériques

📋 Plan du Cours

1. Mobilité horizontale des plaques lithosphériques
2. Limites des plaques : fosses, dorsales et chaînes
3. Caractéristiques des fosses océaniques et séismes
4. Champ magnétique terrestre et mémoire des roches
5. Inversions de polarité et échelle magnétostratigraphique
6. Expansion océanique : données sédimentaires
7. Volcanisme de point chaud et double tapis roulant
8. Mesures GPS et quantification du déplacement des plaques

📖 1. Mobilité horizontale des plaques lithosphériques

🔑 Notions clés & Définitions

• Alfred Wegener : Personnalité scientifique qui a proposé au début du XXe siècle l’idée d’une mobilité horizontale des continents à partir d’indices géologiques et paléontologiques.
• Plaques lithosphériques : Morceaux de lithosphère qui se déplacent horizontalement, et non les continents eux-mêmes.
• Croûte lithosphérique : Partie externe de la lithosphère concernée par la mobilité horizontale décrite dans le cours.

📝 Points essentiels

• En 1912, Alfred Wegener propose une mobilité horizontale des continents à partir d’indices géologiques et paléontologiques.
• Le cours corrige l’idée : ce sont des morceaux de lithosphère, appelés plaques, qui se déplacent.
• La mobilité horizontale concerne uniquement la croûte lithosphérique.
• La problématique du chapitre porte sur la délimitation des plaques et sur leurs indices de mobilité.
• Les limites des plaques servent de repères pour relier mobilité et phénomènes géologiques.

💡 Astuce mémo

Wegener = continents, mais la réalité = plaques (la “croûte” bouge).

📖 2. Limites des plaques : fosses, dorsales et chaînes

🔑 Notions clés & Définitions

• Fosse océanique : Frontière de plaques où l’on observe notamment des séismes et des indices géophysiques associés à une zone de subduction.
• Dorsale : Frontière de plaques divergentes où la lithosphère se met en place à l’échelle océanique.
• Chaînes de montagnes : Frontières de plaques convergentes où se manifestent des reliefs liés à la collision ou à la convergence.
• Frontières divergentes : Type de limite où les plaques s’écartent, caractéristique des dorsales.
• Frontières convergentes : Type de limite où les plaques se rapprochent, caractéristique des chaînes de montagnes.

📝 Points essentiels

• Les fosses océaniques sont identifiées par des séismes.
• Les fosses océaniques sont associées à un flux géothermique élevé lié à un volcanisme de type effusif.
• Les fosses océaniques ont une profondeur inférieure à 35 km.
• Les dorsales correspondent à des frontières de plaques divergentes.
• Les chaînes de montagnes correspondent à des frontières de plaques convergentes.
• Les limites de plaques servent de cadre pour interpréter fosses, dorsales et reliefs comme manifestations de la dynamique lithosphérique.

💡 Astuce mémo

Fosse = séismes + chaleur + subduction (profondeur < 35 km) ; Dorsale = divergence ; Montagnes = convergence.

📖 3. Caractéristiques des fosses océaniques et séismes

🔑 Notions clés & Définitions

• Séismes : Phénomènes sismiques utilisés comme indicateurs pour repérer certaines limites de plaques, notamment les fosses océaniques.
• Flux géothermique : Quantité de chaleur provenant de l’intérieur de la Terre, élevée au niveau des fosses océaniques dans le cours.
• Volcanisme effusif : Type de volcanisme associé au flux géothermique élevé mentionné pour les fosses océaniques.

📝 Points essentiels

• Les fosses océaniques se caractérisent par la présence de séismes.
• Le flux géothermique y est élevé.
• Ce flux géothermique est relié à un volcanisme de type effusif.
• La profondeur des fosses océaniques est inférieure à 35 km.
• Les séismes et la profondeur servent d’indices pour délimiter ces zones de subduction.

💡 Astuce mémo

Fosse = séismes + effusif + chaleur + profondeur < 35 km.

📖 4. Champ magnétique terrestre et mémoire des roches

🔑 Notions clés & Définitions

• Champ magnétique terrestre : Champ produit par des courants électriques liés aux écoulements de matière dans le noyau externe, comparable à un aimant droit.
• Pôle Nord magnétique : Pôle magnétique défini par convention car il est proche du pôle Nord géographique, mais qui correspond en réalité à un pôle sud.
• Mémoire magnétique des roches : Capacité de certaines roches à conserver l’orientation et l’intensité du champ magnétique au moment de leur cristallisation.
• Magnétite : Minéral ferromagnétique cité comme exemple capable de conserver une aimantation lors de la cristallisation.

📝 Points essentiels

• Le champ magnétique terrestre est lié à des courants électriques dus aux écoulements de matière dans le noyau externe.
• Le cours compare le champ à un aimant droit dont les pôles sont proches des pôles géographiques.
• Le pôle Nord magnétique est nommé par convention car il est proche du pôle Nord géographique.
• En réalité, le pôle Nord magnétique correspond à un pôle sud (il attire le pôle Nord de l’aiguille).
• Les roches volcaniques possèdent une aimantation propre car le champ peut être “figé” lors de la cristallisation.
• La mémoire magnétique porte sur l’intensité et la direction du champ au moment de la formation.

💡 Astuce mémo

NM proche NG mais en réalité pôle sud : “ça attire l’aiguille Nord”.

📖 5. Inversions de polarité et échelle magnétostratigraphique

🔑 Notions clés & Définitions

• Inversion de polarité magnétique : Changement du sens du champ magnétique terrestre enregistré par des roches lors de leur formation.
• Polarité normale : Période où le champ magnétique a le même sens que le champ actuel, enregistrée dans certaines couches.
• Polarité inverse : Période où le champ magnétique a un sens opposé à l’actuel, enregistrée dans d’autres couches.
• Échelle magnétostratigraphique : Outil qui regroupe la chronologie des inversions de polarité magnétique.
• Brunhes : Géophysicien cité comme à l’origine de la mise en évidence des enregistrements d’inversions dans des roches.

📝 Points essentiels

• On sait depuis 1905, grâce à Brunhes, que des roches enregistrent le champ magnétique au moment de leur formation.
• Les mesures peuvent montrer des anomalies positives correspondant à des périodes de polarité normale.
• Les mesures peuvent montrer des anomalies négatives correspondant à des périodes inverses.
• Les anomalies positives et négatives traduisent donc des sens de champ différents par rapport au champ actuel.
• La chronologie des inversions est regroupée dans une échelle magnétostratigraphique.

💡 Astuce mémo

Anomalie positive = sens actuel ; anomalie négative = sens opposé.

📖 6. Expansion océanique : données sédimentaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Sédiments : Particules qui se déposent souvent en milieu aquatique puis se compactent pour former des roches sédimentaires.
• Roches sédimentaires : Roches issues de la compaction des sédiments au cours du temps.
• Datation relative : Méthode de datation basée sur la comparaison d’âges sans donner directement un âge absolu, utilisée ici pour les sédiments.
• Basalte : Roche mentionnée comme repère sous les sédiments, au contact du plancher océanique.

📝 Points essentiels

• Les sédiments se déposent fréquemment en milieu aquatique.
• Avec le temps, les sédiments se compactent et forment des roches sédimentaires.
• La datation des sédiments est faite relativement par la datation des minéraux des roches sédimentaires.
• Les résultats indiquent que les sédiments sont plus récents au contact des basaltes.
• Les sédiments les plus proches des côtes américaines dans l’Atlantique Nord sont datés du Jurassique (environ -180 Ma).
• Ces données valident l’hypothèse d’expansion océanique et permettent de calculer des vitesses d’expansion.

💡 Astuce mémo

Plus près du basalte = plus récent ; plus loin = plus ancien (symptôme d’expansion).

📖 7. Volcanisme de point chaud et double tapis roulant

🔑 Notions clés & Définitions

• Volcanisme de point chaud : Volcanisme lié à un point fixe de matière chaude d’origine mantellique.
• Point chaud : Zone d’origine mantellique où une remontée de matière chaude alimente un volcanisme.
• Double tapis roulant de magma : Idée selon laquelle, lors du déplacement de la plaque, le magma produit par le point chaud se renouvelle en continu le long du mouvement.
• Volcanisme à lave : Type de volcanisme associé au fonctionnement du point chaud lors du déplacement de la plaque.

📝 Points essentiels

• Un point chaud est un point fixe de matière chaude d’origine mantellique.
• Le matériel chaud remonte depuis l’intérieur de la Terre et fond partiellement pendant son ascension.
• La remontée du magma est indépendante du mouvement des plaques en surface.
• Conséquence : la position des volcans est plus souvent intras plaques.
• Conséquence : il existe un “double tapis roulant” de magma lors du déplacement de la plaque.
• Le volcanisme associé produit un volcanisme à lave, lié au fonctionnement du point chaud.

💡 Astuce mémo

Point chaud = “fixe” en profondeur ; la plaque bouge → volcan le plus récent puis plus ancien en arrière.

📖 8. Mesures GPS et quantification du déplacement des plaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Géodésie : Science qui représente la surface de la Terre.
• Géodésie spatiale : Branche de la géodésie qui utilise des outils satellites pour étudier la Terre.
• GPS : Système de positionnement par satellites permettant de mesurer la position de stations au sol.
• Stations GPS : Points au sol dont la position est mesurée pour déterminer le mouvement des plaques.

📝 Points essentiels

• La géodésie permet de représenter la surface de la Terre.
• La géodésie spatiale utilise des outils satellites pour les mesures.
• Le système GPS permet de quantifier le mouvement actuel des plaques lithosphériques.
• Des satellites permettent de positionner des stations GPS au millimètre près.
• L’étude de la position des stations GPS donne le sens et la vitesse du déplacement de la plaque concernée.
• Les mesures GPS indiquent un déplacement de l’ordre de quelques cm par an.

💡 Astuce mémo

GPS = stations au sol → sens + vitesse ; ordre de grandeur : quelques cm/an.

📅 Repères chronologiques

1. 1912Proposition de la mobilité horizontale des continents par Alfred Wegener.
2. 1905Mise en évidence (Brunhes) de l’enregistrement du champ magnétique par des roches.
3. fin du XIXème siècleConnaissance de l’aimantation propre des roches volcaniques et de la mémoire magnétique.

📊 Tableaux de synthèse

Sens des anomalies magnétiques

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre les plaques et les continents : le cours insiste que ce sont des morceaux de lithosphère qui se déplacent.
2. Inverser le rôle des limites : dorsales = divergence, chaînes de montagnes = convergence.
3. Oublier le critère chiffré des fosses : profondeur inférieure à 35 km.
4. Croire que le pôle Nord magnétique est un pôle nord : le cours précise qu’il correspond en réalité à un pôle sud.
5. Penser que les points chauds dépendent du mouvement des plaques : le cours dit que la remontée est indépendante.
6. Confondre datation relative et âge absolu : ici, la datation des sédiments repose sur les minéraux (relative).

✅ Checklist Examen

1. Expliquer ce qui se déplace réellement (plaques) et ce que cela implique pour la mobilité horizontale.
2. Identifier une limite de plaque à partir d’indices : fosses (séismes, flux géothermique, profondeur < 35 km), dorsales (divergence), chaînes (convergence).
3. Décrire le champ magnétique terrestre et le lien avec les courants du noyau externe.
4. Interpréter la mémoire magnétique des roches volcaniques et ce qu’elle conserve (intensité et direction).
5. Relier anomalies positives/négatives aux polarités normale/inverse et à l’idée d’inversions enregistrées.
6. Citer l’existence d’une échelle magnétostratigraphique regroupant la chronologie des inversions.
7. Utiliser les données sédimentaires pour soutenir l’expansion océanique : dépôt en milieu aquatique, compaction, datation relative, sédiments plus récents au contact des basaltes.
8. Expliquer le volcanisme de point chaud : origine mantellique, remontée et fusion partielle, indépendance au mouvement des plaques, conséquences (intras plaques, double tapis roulant).
9. Décrire comment le GPS quantifie le déplacement des plaques : géodésie spatiale, positionnement au millimètre près, sens et vitesse, ordre de grandeur en cm/an.