Géodynamique Interne

La saga des plaques 1

La saga des plaques 2

oPangea’s story : (sur une idée de Wegener 1912)  Comment analyser le film?

In 1858, geographer Antonio Snider-Pellegrini made these two maps showing his version of how the American and African continents may once have fit together, then later separated. Left: The formerly joined continents before (avant) their separation. Right: The continents after (aprés) the separation. (Reproductions of the original maps courtesy of University of California, Berkeley.) Il aura fallu 1 siècle pour passer de ce modèle intuitif à la tectonique des plaques fondée sur des observations et des lois physiques

Analyse simplifiée d’un système Composantes du système Relations entre les composantes (intrinséque) Relations avec l’extérieur (extrinséque) Fonctionnement du système (processus) Réponse aux perturbations qu'il reçoit en provenance de son environnement actif. Etat du système (dépendant du temps)

PLAQUES LITHOSPHERIQUES Définition en surface

PLAQUES LITHOSPHERIQUES Définition en profondeur

Croûte lithosphère

Lithosphère: Définition(s) Lithosphère continentale Lithosphère océanique The lithosphere (from the Greek for "rocky" sphere) is the outer solid shell of the Earth. As the cooling surface layer of the Earth’s convective system, the lithosphere thickens over time. It is fragmented into relatively strong pieces, the plates, which move independently relative to one another. The lithosphere includes the crust and, below, the uppermost layer of the mantle; it floats on the weaker asthenosphere Wikipedia encyclopédie on-line

Rhéologie Comportement: Elastique Plastique Visqueux

Comportement élastique loi de Hooke:  = E  E = module de Young    : Réversible Instantanée Proportionnelle à la force appliquée  

Comportement plastique   irréversible Dépendante du temps d'application Existence d'un seuil de contrainte  

Comportement visqueux comportement linéaire Newtonien comportement non-linéaire Irréversible Dépendante du temps Taux de déformation dépend de la contrainte

Comportement plus réalistes => plus complexes comportement élasto-plastique

Comportement plus réalistes => plus complexes comportement visco-élastique

Comportement plus réalistes => plus complexes comportement visco-plastique Seuil de contrainte Viscosité

Comportement plus réalistes => plus complexes comportement élasto-visco-plastique Seuil de contrainte Seuil de contrainte Temps court (élasticité) Temps longs (viscosité)

Lithosphère élastique 1 Lithosphère élastique 1 Chargement / déchargement rapide d’une plaque calotte glaciaire volcan Compensation élastique

Rebond glaciaire En mm par an

Lithosphère élastique 2

Nouvelles Hébrides

Lithosphère élastique 3 Lithosphère élastique 3 Chargement par dessous : Panache mantellique Topographie dynamique Athénosphère

Lithosphère élastique 4 Lithosphère élastique 4 Epaisseur de la lithosphère élastique : - charge - régime thermique (Géotherme)

Relation âge - épaisseur élastique

Lithosphère "mécanique" (visco-plastique) Modèle rhéologique 1D de la lithosphère (très simplifié…) Comportement fragile (plastique) de la croûte supérieure Comportement visco- plastique (ductile) de la croûte supérieure Comportement visco- plastique) du manteau supérieur Comportement quasi- visqueux du manteau supérieur Contrainte nécessaire pour obtenir une vitesse de déformation de ( s -1 ) - Résistance à la déformation Lithosphère

Lithosphère "mécanique" (visco-plastique) L'épaisseur de la lithosphère ainsi que sa résistance dépendent essentiellement du géotherme

Lithosphère "mécanique" (visco-plastique) ou "plaque" Manteau "rigide" Manteau déformable Oui mais…

Cas d'une collision continentale: … Cas d'une collision continentale: Le manteau lithosphérique se déforme dans son ensemble Déformation lente Développement de structures tectoniques dans le manteau Puis retour au déplacement des plaques

Comportement mécanique de la Lithosphère Approximation rhéologique dépendante du "temps caractéristique"du phénomène considéré Ondes sismiques : Terre élastique Elasto-visco-plastique Rebond glaciaire : viscoélastique Séismes : élastoplastique

Formation des chaînes de montagnes : viscoplastique Bombement produit par un panache: Elastique puis relaxation viscoplastique, quasi visqueuse Déplacement des plaques: quasi visqueux