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La tectonique des plaques, caractérisation de la mobilité horizontale

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Les volcans : marqueurs géologiques du déplacement de la lithosphère

  • La surface de la Terre est en constante transformation. Un des indices les plus tangibles de la mobilité des plaques est le volcanisme de point chaud.
  • Alors que le volcanisme est souvent localisé aux frontières des plaques lithosphériques, certains volcans se situent au sein même d’une plaque, on parle de volcanisme intraplaque, ils sont dus à des points chauds et sont les témoins du déplacement.
  • Les volcans liés aux points chauds forment des alignements caractéristiques à l’aplomb du point chaud : un volcan récent ou encore actif est à la tête d’un archipel de volcans éteints.
  • L’étude de l’âge des roches montre que l’âge des volcans augmente avec leur éloignement du point chaud.
  • L’étude du volcanisme de point chaud est un argument en faveur de la tectonique des plaques. Les archipels de volcans créés par des points chauds montrent que les plaques tectoniques se sont déplacées sur plusieurs millions d’années.
  • Au niveau des zones de subduction, les plaques lithosphériques convergent et la plus dense passe sous la moins dense. La plaque la plus dense glisse alors sous l’autre, on appelle ce phénomène la subduction.
  • La répartition des séismes montre le plongement d’une plaque sous l’autre selon le plan de Wadati-Benioff.
  • L’île d’Hawaii serait au-dessus d’un point chaud.
  • La cordillère des Andes est une chaîne de montagne issue de la subduction de la plaque Nazca sous la plaque sud-américaine.
  • À l’inverse, des plaques tectoniques qui s’écartent l’une de l’autre forment des dorsales océaniques, caractérisées par la formation d’un rift.

Indices de la divergence des plaques

  • Lorsque deux plaques tectoniques s’écartent elles font apparaître un rift dont les bords se composent de basaltes. Quand les plaques s’écartent, elles entraînent avec elles les basaltes qui s’affaissent. Ils se recouvrent progressivement de sédiments. Plus la plaque s’éloigne du rift, plus elle accumule des sédiments.
  • Cette observation est un argument en faveur d’un déplacement divergent de la plaque lithosphérique depuis le rift.
  • En plus de l’observation de leur épaisseur, on peut dater, en les récupérant par carottage, les couches sédimentaires déposées au-dessus du basalte : plus on s’éloigne du rift de la dorsale, plus les roches sédimentaires sont anciennes.
  • La Terre, en tournant sur elle-même et grâce à un noyau riche en fer, génère un champ magnétique qui lui confère ses pôles Nord et Sud magnétiques. Au cours des temps géologiques, ce champ magnétique s’est plusieurs fois inversé pour des raisons que l’on n’explique toujours pas.
  • Lors du refroidissement du magma basaltique, les paillettes de fer fixent le champ magnétique terrestre du moment, c’est la fossilisation du champ magnétique.
  • Quand on relève les valeurs du champ magnétique fossilisé dans le basalte, le fond des océans (lithosphère océanique) se présente alors comme une peau de zèbre.Des bandes parallèles de champ magnétique identique ou inverse se succèdent, elles traduisent respectivement des anomalies positives ou des anomalie négatives.
  • Le paléomagnétisme est un argument de plus en faveur du déplacement divergent des plaques lithosphériques.

L’apport des mesures géodésiques modernes : une précision au millimètre

  • Pour comprendre le fonctionnement de la Terre, les scientifiques utilisent la géodésie. Il s’agit qui est la science de la mesure de la Terre, elle étudie notamment la déformation de la Terre et de son écorce terrestre.
  • La géodésie moderne s’appuie sur des techniques de mesure laser ou radio telles que le SLR (Satellite Laser Ranging SLR), le VLBI (Very Long Baseline Interferometry) ou tout simplement le GPS (Global Postionning System). Ces techniques permettent de détecter des mouvements de l’ordre du millimètre et en temps réel.
  • En considérant des points du globe terrestre où sont implantées des stations d’enregistrement, on a remarqué une variation du positionnement de ces stations les unes par rapport aux autres.
  • Les données géodésiques appuient la théorie de la tectonique des plaques.
  • Les mesures géodésiques les plus récentes ont permis de mettre à jour le modèle de tectonique des plaques avec le modèle MORVEL.