Fiche de révision : Mouvements et limites des plaques

📋 Plan du Cours

1. Indices des limites de plaques
2. Preuves géologiques de l’expansion
3. Points chauds et trajectoires
4. Mesure GPS des déplacements
5. Divergence et expansion océanique
6. Convergence et déformations
7. Failles et mécanismes sismiques

📖 1. Indices des limites de plaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Plaque lithosphérique : Structure solide et cassante animée de mouvements, dont les déformations et ruptures en profondeur provoquent des séismes caractéristiques à ses frontières, ainsi que des volcans, des fosses océaniques et des montagnes.

📝 Points essentiels

• Les trois signatures sont:
  • le relief
  • la sismicité
  • le flux géothermique

💡 Astuce mémo

R-S-F : relief, sismicité, flux géothermique

📖 2. Preuves géologiques de l’expansion

★ À maîtriser

• L’expansion océanique se traduit par la formation du plancher océanique au niveau de la dorsale, puis par son éloignement progressif de part et d’autre de celle-ci.

• Dans les sédiments océaniques étudiés par le programme JOIDES, plus on s’éloigne de la dorsale, plus les sédiments sont épais et anciens, avec une répartition symétrique ; dans l’Atlantique, ils atteignent 180 Ma, indiquant l’âge de l’ouverture de l’océan.

• Les minéraux ferromagnétiques des basaltes enregistrent le champ magnétique terrestre au moment de leur formation, et leur répartition symétrique confirme l’expansion océanique.

Compléments

• La vitesse d’expansion est de 2 à 3 cm/an dans les dorsales lentes comme l’Atlantique et de 6 à 8 cm/an dans les dorsales rapides comme le Pacifique.

💡 Astuce mémo

Dorsale jeune et mince, éloignement ancien et épais

📖 3. Points chauds et trajectoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Point chaud : Région fixe du globe où un panache de manteau très profond serait en fusion et percerait la plaque lithosphérique pour alimenter des volcans en surface.

★ À maîtriser

• Le déplacement d’une plaque au-dessus d’un point chaud fixe forme un alignement de volcans dont un seul reste actif à la fois ; les volcans qui s’en éloignent s’éteignent, s’enfoncent progressivement et deviennent des monts sous-marins ou des guyots.

• L’alignement Hawaï-empereur forme un ensemble volcanique daté de 0 à 65 Ma ; seul Hawaï, situé au-dessus du point chaud à l’extrémité sud-est, est actif, tandis que les autres volcans sont éteints et d’autant plus anciens qu’ils sont éloignés.

Compléments

• Le changement de direction de l’alignement Hawaï-empereur vers 44 Ma montre que la plaque Pacifique s’est déplacée vers le Nord de 65 à 44 Ma, puis vers le Nord-Ouest de 44 Ma à aujourd’hui, à une vitesse de 6 à 8 cm/an.

💡 Astuce mémo

Point chaud fixe → déplacement de la plaque → alignement volcanique

📖 4. Mesure GPS des déplacements

★ À maîtriser

• En croisant les signaux d’au moins 4 satellites, un récepteur GPS détermine sa latitude, sa longitude et son altitude, puis le suivi de ce point dans le temps permet de calculer sa vitesse de déplacement.

• Les sédiments océaniques, le paléomagnétisme, les alignements de points chauds et la géodésie satellitaire convergent vers un déplacement horizontal des plaques lithosphériques à des vitesses comprises entre 2 et 10 cm/an.

Compléments

• Le GPS repose sur 30 satellites orbitant à 20 000 km d’altitude et émettant en permanence des signaux captés par des récepteurs au sol.

💡 Astuce mémo

Signaux de 4 satellites → position → vitesse

📖 5. Divergence et expansion océanique

★ À maîtriser

• 🔄 La divergence produit:
  1. éloignement de deux plaques océaniques
  2. volcanisme effusif
  3. formation du plancher océanique

Compléments

• Les roches magmatiques associées à la divergence sont les basaltes et les gabbros, tandis que les séismes y sont superficiels et extensifs.

• Le long de l’axe d’une dorsale, la lave basaltique se fige au contact de l’eau glacée en boules successives appelées pillow lava.

💡 Astuce mémo

Éloignement des plaques → basaltes → plancher océanique

📖 6. Convergence et déformations

🔑 Notions clés & Définitions

• Subduction : Plongement d’une plaque océanique, plus dense, sous une autre plaque océanique ou continentale lors d’une convergence.
• Collision : Convergence de deux plaques continentales dont aucune n’est assez dense pour plonger ; la croûte s’épaissit et se raccourcit, formant une chaîne de montagnes.

★ À maîtriser

• Le plan de Wadati-Benioff correspond au plongement de la plaque en subduction et s’accompagne de séismes compressifs pouvant atteindre 700 km de profondeur.

Compléments

• En arrière de la fosse, le flux géothermique élevé alimente un volcanisme explosif dont les roches typiques sont les diorites et les andésites, et la convergence se produit à environ 3 cm/an.

• L’Himalaya est la plus haute chaîne de montagnes actuelle et résulte de la convergence des plaques eurasienne et indo-australienne.

• La convergence des plaques continentales se poursuit à une vitesse de 2 à 3 cm/an et peut s’accompagner d’un coulissage le long de failles transformantes.

💡 Astuce mémo

Subduction : une plaque plonge ; collision : la croûte s’épaissit

📖 7. Failles et mécanismes sismiques

★ À maîtriser

• L’étude du sismogramme d’un séisme permet de déterminer le mécanisme au foyer, c’est-à-dire le plan de rupture des plaques, et donc le type de faille impliqué.

📌 Une faille normale traduit une extension dans un contexte de divergence, une faille inverse traduit une compression dans un contexte de convergence et une faille décrochante, ou transformante, traduit un coulissement dans un contexte de cisaillement.

Compléments

• La faille décrochante de San Andreas, en Californie, est un exemple de faille transformante.

💡 Astuce mémo

N-I-D : normale, inverse, décrochante

📊 Tableaux de synthèse

Contextes géodynamiques