Fiche de révision : Tectonique des plaques et dorsales

📋 Plan du Cours

1. Origine et limites des plaques
2. Reconstituer les déplacements passés
3. Mesurer l’expansion océanique
4. Mesurer les déplacements actuels
5. Formation de la lithosphère océanique
6. Évolution de la lithosphère océanique
7. Subduction et marqueurs géologiques
8. Magmatisme des zones de subduction

📖 1. Origine et limites des plaques

★ À maîtriser

• En 1912, Wegener propose une théorie de la mobilité des continents.

• Les séismes permettent de repérer et de délimiter les frontières des plaques lithosphériques.

📌 Les frontières convergentes correspondent à des plaques qui se rencontrent, les frontières divergentes à des plaques qui s’écartent et les frontières coulissantes à des plaques qui glissent l’une par rapport à l’autre.

Compléments

• Il y a 250 Ma, les continents étaient réunis.

• La convergence des plaques peut former des chaînes de montagnes, comme l’Himalaya.

📖 2. Reconstituer les déplacements passés

🔑 Notions clés & Définitions

• Point chaud : Une zone fixe du manteau où la chaleur remonte et génère du magma.

★ À maîtriser

• Le déplacement d’une plaque au-dessus d’un point chaud fixe produit un alignement de volcans qui permet d’estimer le sens et la vitesse du déplacement.

Compléments

• L’archipel volcanique d’Hawaï illustre l’utilisation d’un point chaud pour étudier le déplacement d’une plaque.

💡 Astuce mémo

Plaque mobile au-dessus d’un point chaud fixe → alignement de volcans

📖 3. Mesurer l’expansion océanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Dorsale : Une zone de divergence où se forme la croûte océanique.
• Vitesse d’accrétion : La vitesse à laquelle la croûte océanique se forme de part et d’autre d’une dorsale.

★ À maîtriser

• La comparaison de l’âge et de la position des roches de la croûte océanique de part et d’autre d’une dorsale permet de calculer la vitesse de déplacement des plaques océaniques.

• Les anomalies magnétiques enregistrées et figées par les basaltes forment des bandes parallèles et symétriques par rapport à l’axe de la dorsale.

Compléments

• L’âge des basaltes peut être déterminé directement par radioactivité, ou celui des sédiments qui les recouvrent peut être estimé grâce aux microfossiles.

💡 Astuce mémo

Âges des roches : dater l’expansion ; bandes magnétiques : en révéler la symétrie

📖 4. Mesurer les déplacements actuels

★ À maîtriser

• Le GPS mesure la géolocalisation des récepteurs au sol au millimètre près et permet de suivre la direction et la vitesse des déplacements des plaques.

📐 Formule - Pour une courbe de déplacement de type $y=ax+b$, la pente $a$ correspond à la vitesse de déplacement en centimètres par an.

Compléments

• Les satellites GPS utilisés dans l’exemple de l’Islande orbitent à 20 000 km de la Terre et envoient des signaux à des récepteurs situés en surface.

📌 Une pente négative indique un déplacement vers le sud en latitude ou vers l’ouest en longitude, tandis qu’une pente positive indique un déplacement vers le nord ou vers l’est, respectivement.

• Un vecteur de déplacement absolu indique le déplacement d’une station, sa direction étant celle du mouvement et sa longueur étant proportionnelle à sa vitesse.

📖 5. Formation de la lithosphère océanique

★ À maîtriser

📌 Les dorsales rapides, comme celle du Pacifique Est, ont une vitesse d’accrétion de 12 cm/an, tandis que les dorsales lentes, comme celle du milieu de l’Atlantique, ont une vitesse de 2,5 cm/an.

• Sous les dorsales rapides, la remontée de péridotites surchauffées à faible profondeur réduit la pression et provoque leur fusion partielle.

• En refroidissant, le magma des dorsales rapides forme une croûte océanique composée de gabbros surmontés de basaltes en filons et en coussins.

Compléments

• Les dorsales océaniques s’étendent sur 65 000 km et sont le lieu de création de la lithosphère océanique.

• Dans les dorsales lentes, des failles de détachement amènent le manteau, dont les péridotites s’hydratent au contact de l’eau de mer et se transforment en serpentinites ductiles.

• Dans les dorsales lentes, l’eau facilite la fusion partielle et produit des lentilles de magma qui cristallisent en gabbros.

💡 Astuce mémo

Dorsale rapide : croûte magmatique ; dorsale lente : manteau hydraté et faillé

📖 6. Évolution de la lithosphère océanique

★ À maîtriser

• 🔄 En s’éloignant de la dorsale, la lithosphère océanique :
  1. se refroidit
  2. se densifie
  3. s’épaissit
  4. s’hydrate

Compléments

• Lors de l’hydratation de la lithosphère océanique, les gabbros se métamorphisent en métagabbros et les péridotites se serpentinisent.

💡 Astuce mémo

En s’éloignant de la dorsale : refroidissement → densification → épaississement

📖 7. Subduction et marqueurs géologiques

★ À maîtriser

• La lithosphère océanique âgée et dense peut se désolidariser d’un fragment de plaque moins dense, plonger sous celui-ci et disparaître dans l’asthénosphère.

• Dans une zone de subduction, les foyers sismiques profonds délimitent un plan incliné appelé plan de Benioff-Wadati.

Compléments

• Les fosses océaniques des zones de subduction sont des zones étroites où la profondeur peut atteindre 7 km.

• Les zones de subduction présentent une zone de flux thermique complexe liée à la plaque froide qui plonge et des volcans actifs parallèles à la fosse.

📖 8. Magmatisme des zones de subduction

★ À maîtriser

• La plaque chevauchante d’une zone de subduction présente un magmatisme important accompagné d’une activité volcanique intense.

• Les volcans de subduction sont explosifs et émettent des laves visqueuses riches en silice et en gaz.

Compléments

• Les roches volcaniques issues des magmas de subduction sont des andésites et des rhyolites.

• En profondeur, les magmas de subduction forment des roches plutoniques comme les diorites et les granites.

💡 Astuce mémo

En surface : laves volcaniques ; en profondeur : roches plutoniques