De la Dérive des continents à

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1 De la Dérive des continents à
la Tectonique des plaques (5) Automne 2015

2 PLAN GÉNÉRAL Avant Wegener La Terre Distribution des altitudes
Le plateau continental Les couches constitutives L’isostasie La dérive des continents selon Wegener Les indices La Pangée d’hier à aujourd’hui La tectonique des plaques Les dorsales Les séismes, nature et répartition Les fosses océaniques Les plaines abyssales Les fossés continentaux Les boucliers Les orogènes Les plaques Naissance de la théorie Délimitation Mouvement Les points chauds Le cycle de Wilson Séismicité Est du Canada

3 La Tectonique des plaques délimitation des plaques
À partir des traits morphologiques linéaires, continentaux et océaniques [dorsales,fosses océaniques,fossés continentaux et chaînes plissées récentes], les lignes de séismes Des périmètres fermés délimitent des portions océanique et continentale de sphères stables, ce sont les plaques (environ 14) La surface de la terre est une mosaïque de plaques en déplacement les unes par rapport aux autres. Les lignes de séismes = zones d’interactions. Plaque antarctique

4 La Tectonique des plaques les 3 types de mouvements
Lithosphère ( km) = croûtes continentales + océanique + une partie du manteau supérieur Asthénosphère (700 km) = les reste du manteau supérieur

5 La Tectonique des plaques les frontières divergentes (construit) DORSALE
PLAINE ABYSSALE ET CRÊTE MÉDIO-OCCÉANIQUE Lithosphère ( km) = croûtes continentale + océanique + une partie du manteau supérieur (SOLIDE) Asthénosphère (700 km) = les reste du manteau supérieur (PLASTIQUE FAIBLE) GROS PLAN DE LA ZONE DE DIVERGENCE

6 La Tectonique des plaques les frontières divergentes ORIGINE DE LA DORSALE 4 ÉTAPES
1- VALLÉE DU RIO GRANDE 2- GRAND RIFT AFRICAIN

7 La Tectonique des plaques les frontières divergentes ORIGINE DE LA DORSALE 4 ÉTAPES
3- MER ROUGE 4- ATLANTIQUE

8 La Tectonique des plaques les frontières convergentes (détruit) 3 TYPES
La plaque plus vieille, plus dense, s’enfonce dans une zone de subduction et est digérée. Exemple: fosses arcs insulaires Aléoutiennes Kouriles Mariannes Tonga Puerto Rico 1- CONVERGENCE ENTRE 2 PLAQUES OCÉANIQUES

9 La Tectonique des plaques les frontières convergentes 3 TYPES
La plaque océanique , plus dense, s’enfonce dans une zone de subduction et est digérée. Exemple: fosses et chaîne de volcans Juan de Fuca Chaîne des Cascades Pérou Chili Explication de la formation des Andes La formation de la chaîne de montagnes des Andes, qui restait une énigme aux yeux des géophysiciens, est désormais l’objet d’une explication. Sur la base de simulations informatiques à partir d’un modèle utilisant la dynamique des fluides et des techniques de mécanique des solides, les chercheurs avancent l’idée selon laquelle les Andes se sont formées à l’occasion du glissement, sous un mode irrégulier, d’une plaque tectonique du Pacifique sous la plaque avoisinante d’Amérique du Sud. L’existence des Andes a longtemps intrigué les scientifiques parce que la plupart des autres grandes chaînes de montagnes, telles que l’Himalaya, ont émergé à l’endroit où deux plaques entraient en collision frontale. Les activités tectoniques sur la planète sont le produit des zones de subduction, lieu où une plaque est entraînée sous une autre, dans le manteau de la Terre. Le modèle élaboré par l’équipe de chercheurs dirigée par Wouter Schellart, de l’Université Nationale Australienne (Canberra), décrit comment l’épaisseur des plaques tectoniques affecte la forme et le mouvement de leurs zones de subduction. L’épaisseur de la plaque joue sur deux caractéristiques fondamentales de la zone de subduction : la courbure de la fosse où deux plaques se rencontrent, et la tendance de la zone à «se retirer» avec l’érosion. Les plaques les moins épaisses, entre 300 et 1200 kilomètres, ont une géométrie concave à la frontière, et se retirent relativement vite, à la différence des plaques dont l’épaisseur est supérieure à 4000 kilomètres, qui développent une géométrie convexe à la frontière et se retirent lentement. Les géophysiciens ont cependant observé que les zones de subduction des plaques les plus épaisses présentaient des zones centrales qui, loin de se retirer, avançaient actuellement, ce sur des périodes de 5 à 10 millions d’années. Une des zones d’avancée est une région située près de la Bolivie, où la plaque Nazca, dans l’océan Pacifique, glisse sous la plaque d’Amérique du Sud. Sur la base de ce modèle, l’équipe indique que la région subit de fortes contraintes compressives, alimentées par le mouvement vers l’ouest de la plaque d’Amérique du Sud. Cela expliquerait comment les Andes ont commencé à se former il y a de cela quelque 200 millions d’années 2- CONVERGENCE ENTRE UNE PLAQUE OCÉANIQUE ET UNE PLAQUE CONTINENTALE

10 La Tectonique des plaques les frontières convergentes 3 TYPES
La plaque océanique , plus dense, s’enfonce dans une zone de subduction et est digérée. Exemple: fosses et chaîne de volcans Juan de Fuca Chaîne des Cascades Pérou Chili Chaîne des Andes Explication de la formation des Andes La formation de la chaîne de montagnes des Andes, qui restait une énigme aux yeux des géophysiciens, est désormais l’objet d’une explication. Sur la base de simulations informatiques à partir d’un modèle utilisant la dynamique des fluides et des techniques de mécanique des solides, les chercheurs avancent l’idée selon laquelle les Andes se sont formées à l’occasion du glissement, sous un mode irrégulier, d’une plaque tectonique du Pacifique sous la plaque avoisinante d’Amérique du Sud. L’existence des Andes a longtemps intrigué les scientifiques parce que la plupart des autres grandes chaînes de montagnes, telles que l’Himalaya, ont émergé à l’endroit où deux plaques entraient en collision frontale. Les activités tectoniques sur la planète sont le produit des zones de subduction, lieu où une plaque est entraînée sous une autre, dans le manteau de la Terre. Le modèle élaboré par l’équipe de chercheurs dirigée par Wouter Schellart, de l’Université Nationale Australienne (Canberra), décrit comment l’épaisseur des plaques tectoniques affecte la forme et le mouvement de leurs zones de subduction. L’épaisseur de la plaque joue sur deux caractéristiques fondamentales de la zone de subduction : la courbure de la fosse où deux plaques se rencontrent, et la tendance de la zone à «se retirer» avec l’érosion. Les plaques les moins épaisses, entre 300 et 1200 kilomètres, ont une géométrie concave à la frontière, et se retirent relativement vite, à la différence des plaques dont l’épaisseur est supérieure à 4000 kilomètres, qui développent une géométrie convexe à la frontière et se retirent lentement. Les géophysiciens ont cependant observé que les zones de subduction des plaques les plus épaisses présentaient des zones centrales qui, loin de se retirer, avançaient actuellement, ce sur des périodes de 5 à 10 millions d’années. Une des zones d’avancée est une région située près de la Bolivie, où la plaque Nazca, dans l’océan Pacifique, glisse sous la plaque d’Amérique du Sud. Sur la base de ce modèle, l’équipe indique que la région subit de fortes contraintes compressives, alimentées par le mouvement vers l’ouest de la plaque d’Amérique du Sud. Cela expliquerait comment les Andes ont commencé à se former il y a de cela quelque 200 millions d’années 2- CONVERGENCE ENTRE UNE PLAQUE OCÉANIQUE ET UNE PLAQUE CONTINENTALE

11 La Tectonique des plaques les frontières convergentes 3 TYPES
La convection est trop faible pour enfoncer la lithosphère continentale dans la zone de subduction (asthénosphère) 3- CONVERGENCE ENTRE 2 PLAQUES CONTINENTALES

12 La Tectonique des plaques les frontières transformantes (conserve)
Grandes fractures appelées failles transformantes Permettent vitesses de déplacement différentes ou en sens inverse

13 La Tectonique des plaques les frontières transformantes (conserve) La faille de San Andreas
Relai entre: dorsale du Pacifique-Est et Dorsale Juan de Fuca Vitesse de 5,5 cm/an

14 La Tectonique des plaques les frontières transformantes (conserve) La faille de San Andreas

15 La Tectonique des plaques les frontières transformantes (conserve) La faille de San Andreas
An earthquake is caused by sudden release of elastic energy stored in rocks. This sketch is based on surveys near the San Andreas Fault, California, before and after the earthquake of A stone wall crosses the fault and is slowly distorted as the rock beneath it is bent and elastically strained. After the earthquake, two segments of the wall are offset 7 m. The San Andreas Fault is a transform fault margin that separates the Pacific plate from the North American plate. Directions of motion are shown by the arrows. Los Angeles, on the Pacific plate, is moving north, while San Francisco is moving south, bringing the two cities closer together at a speed of 5.5 cm/y; they will be adjacent about 10 million years in the future.

16 La Tectonique des plaques SYNTHÈSE
Cellules de convection (radioactivité) concentrent chaleur dans partie ascendante Fusion des matériaux et expansion qui produit dorsale et formation de nouvelle croûte et élargissement de l’océan Destruction par enfoncement de la lithosphère océanique dans zone de subduction (fosse) ou collision continentale Failles transformantes absorbent différences de vitesse de divergence Les zones instables (sismiques) (dorsales, fosses, montagnes récentes) délimitent la frontière des plaques (asismiques) Les frontières sont divergentes, convergentes ou transformantes

17 CHILI AVRIL 2014 UN PRÉLUDE À UN SUPERSÉISME ?
Les habitants d’Iquique, au nord du Chili, le savaient trop bien : leur sursis allait un jour prendre fin. La terre sous leurs pieds accumulait la pression depuis près de 140 ans. Elle a finalement relâché son énergie au cours des derniers jours, provoquant une série de séismes. Mais les géologues servent un avertissement : les récents tremblements de terre pourraient en annoncer un beaucoup plus important. Explications en trois questions. PHILIPPE MERCURELA PRESSE LES SÉISMES AU CHILI  ÉTAIENT-ILS PRÉVISIBLES? Six morts, un million d’évacués, des pannes d’électricité et des supermarchés pris d’assaut : si la série de séismes qui frappent actuellement le Chili a provoqué des dégâts limités jusqu’à maintenant, elle met la population à rude épreuve. Les géologues ne sont pourtant pas étonnés de voir le sol trembler dans ce pays –  et surtout pas dans la région d’Iquique, cette ville du nord où les répliques quotidiennes continuent de jouer sur les nerfs de la population. « C’était sur le radar de tout le monde. On savait que ça allait se produire, mais la science ne peut jamais prédire à quel moment », dit Jean-Claude Mareschal, professeur au département des sciences de la Terre et de l’atmosphère à l’UQAM. POURQUOI LE SOL  TREMBLE-T-IL AU CHILI? Le Chili s’étend sur plus de 4000 km le long du Pacifique. Sous les pieds de ses habitants, la plaque tectonique qui soutient l’océan s’enfonce sous la plaque continentale, soulevant les Andes toujours plus haut vers le ciel. En s’écrasant l’une contre l’autre, les deux plaques génèrent une importante énergie de compression. Cette énergie est libérée périodiquement lors des tremblements de terre. Le hic, c’est que dans une zone de 500 km autour de la ville d’Iquique, il n’y avait pas eu de tremblement de terre majeur depuis 1877. « Cette zone était étonnamment calme. Et ça, c’est suspect. Ça veut dire que l’énergie s’accumule sans se libérer », dit M. Allmendinger, de Cornell. Les géologues, qui avaient baptisé le phénomène « lacune d’Iquique », attendaient le jour où toute cette énergie accumulée serait relâchée. C’est ce qui est en train de se produire actuellement. L'ACTIVITÉ RÉCENTE EST-ELLE ANNONCIATRICE D’UN SÉISME  PLUS IMPORTANT? Richard Allmendinger, de l’Université Cornell, estime qu’il reste encore beaucoup d’énergie à libérer dans la zone située sous la région d’Iquique. « Il est très difficile de dire exactement combien, mais je dirais que les séismes qu’on a vus jusqu’à maintenant ont libéré beaucoup moins que la moitié de toute l’énergie accumulée », dit-il. Selon l’expert, il est possible que les séismes ressentis jusqu’à maintenant soient les signes avant-coureurs d’un cataclysme beaucoup plus important dans la région – le fameux big one – qu’on redoute depuis longtemps. M. Allmendinger rappelle que le plus important tremblement de terre jamais enregistré – qui avait frappé le Chili en 1960 avec une magnitude de 9,5 – avait été précédé d’importants séismes, dont un de magnitude 7,9. La même chose s’est produite au Japon en 2011. Alessandro Marco Forte, professeur à l’UQAM, estime que les multiples répliques qui se font sentir dans une large région du nord du Chili depuis mardi semblent montrer que l’énergie sera plutôt libérée graduellement, en plusieurs petits évènements. « C’est le scénario optimiste. Mais le scénario pessimiste est impossible à écarter », dit-il. Il est aussi possible que le sol, satisfait d’avoir relâché un peu de pression, retrouve un état d’équilibre et recommence à accumuler la pression pendant plusieurs années. « C’est un peu comme quand vous tentez d’ouvrir une fermeture éclair bloquée, illustre Richard Allmendinger. Parfois, en tirant, un maillon cède, puis tout le reste suit. Parfois, ça demeure bloqué et vous vous réessayez plus tard. »