Tectonique des plaques Gilbert Pouliquen Octobre 2008 Cest

Tectonique des plaques Gilbert Pouliquen Octobre 2008

• C’est l’histoire passionnante de la Terre, suite de l’exposé de Christian Leras sept 2004 • Si l’on sait qu’il y a du volcanisme extraterrestre • Venus est une planète volcaniquement active bien qu’aucune éruption n’ait été vue par la Mission Magellan • Sur Mars, l’activité volcanique semble éteinte depuis 500 millions d’années • Sur la Lune et Mercure, le volcanisme y est éteint depuis 3 milliards d’années, la lave très fluide a formé des cratères sans édifices volcaniques. La géodynamique de ce volcanisme est inconnue • Sur Io et Europe activité volcanique • La Terre est la seule planète avec des dorsales et traces de subduction, témoin de la tectonique des plaques

Sommaire • • • Historique Pourquoi des plaques Pourquoi çà bouge Tectonique et volcanisme Tectonique et astronomie Qu’est ce que çà va devenir

Historique • Alfred Wegener 1912 formule une théorie mobiliste des continents – En glissant sur le fond des océans, les continents engendrent les chaînes de montagnes et les guirlandes d’îles dans leur sillage – Remarque la complémentarité des côtes de part et d’autre de l’Océan Atlantique, et espèces communes en Amérique et en Afrique du Sud – C’est la première fois qu’on évoque un continent unique la Pangée, théorie révolutionnaire à l’époque

• Puis vient la théorie de Holmes, Université d’Edimbourg 1945

• Warren Carrey (1953) : dilatation du globe terrestre sans destruction de la croûte océanique, théorie vite abandonnée • C’est l’étude des fonds océaniques durant la deuxième guerre qui fait progresser la théorie de la tectonique des plaques avec les dorsales océaniques

• Harry Hess (1962) en se questionnant sur la signification des reliefs et fosses sous marines, propose la théorie du tapis roulant • Le plancher océanique se forme au niveau des dorsales, dérive et est englouti dans les fosses océaniques • Comme Holmes, Hess rencontre beaucoup de scepticisme….

• Les Programmes de forage DSDP (1970) et ODP (1979) ont appuyé l’idée de l’étalement des fonds océaniques

• C’est finalement Jason Morgan 1967 (Univ. de Princeton) qui expose l’idée que la surface terrestre est divisée en plaques rigides • Et que les mouvements d’étalement des fonds océaniques pouvaient être décrits par les règles de géométrie des sphères • Les chercheurs anglais Dan Mac. Kenzie et Robert Parker, en ignorant l’idée de Morgan arrivent au même résultat

Les plaques

12 plaques Pacifique Antarctique Amérique du Sud Arabie Eurasie Inde-Australie Nazca Coco Afrique Amérique du Nord Philippines Caraïbe

Le mouvement des plaques

4, 5 milliards d’années

Ere primaire 570 millions d’années 350 millions d’années 400 millions d’années Déplacement vers le Nord, formation des Ardennes, Massif Central et Vosges. Début de la vie terrestre Formation des Appalaches, vie aquatique

La Pangée 240 millions d’années, ère secondaire • La dérive des continents vers les pôles entraine un refroidissement • Disparition des espèces, apparition des dinosaures

Ere secondaire 240 millions d’années 135 millions d’années Climats, végétation, dinosaures 200 millions d’années Les 2 grands océans, poussent les continents , formation des Andes, des Alpes et des Pyrénées Ere tertiaire, 65 millions d’années Disparition des dinosaures, Hominidés

Actuellement

Pourquoi çà bouge • En effet, des éléments radioactifs sont présents dans les matériaux terrestres, et ils y produisent de la chaleur depuis des millions d'années. Chaleur primitive accumulée lors de la phase d’accrétion de la Terre 1. 1013 W • La forte différence de température entre l'intérieur et la surface de la Terre crée des mouvements de convection, la chaleur est transportée des parties profondes vers la surface de 3000°K à 15°C(288°K) • Les mouvements des continents sont la manifestation en surface de ces mouvements internes qui animent le manteau solide Chaleur totale dégagée par la Terre 4. 2. 1013 W (séisme 1012 W, Soleil 7. 1017 W)

• Ainsi la chaleur est transportée des parties chaudes profondes vers les parties froides en surface • Mouvement induit et entretenu par la poussée d’Archimède, les parties chaudes montent, les froides descendent • Mais interviennent aussi les différences de viscosité dans le manteau en fonction de la profondeur • Et la présence de plaques rigides en surface

MORB Mid Ocean Ridge Basalt OIB Oceanic Islands Basalts Modèle à 2 couches Modèle à 1 couche Le débat n’est pas clos, il semblerait que le système soit mixte et c’est plus compliqué que l’eau chaude dans la casserole…

En résumé • Divergence de 1, 8 à 4, 1 cm/an dans l’Atlantique, de 7, 7 à 18 cm/an dans le Pacifique • Convergence de 3, 7 à 5, 5 cm/an dans le Pacifique

Conséquences sur le volcanisme

1 ier type de collision : 2 plaques océaniques Cas du Pacifique Ouest et de ses fosses et de leurs arcs insulaires volcaniques Cas également de la Fosse de Puerto Rico et de l’Arc des Antilles

2 ième type de collision : plaque océanique et plaque continentale Cas de la Cordillère des Andes et de la Fosse Pérou -Chili

3 ième type de collision : 2 plaques continentales Soudure de l’Inde au continent asiatique et formation de l’Himalaya

Faille de San Andreas à 160 km au Nord de Los Angeles

Séisme d'El Asnam, Algérie, M=7. 3, 10/10/1980.

Séisme de Luzon, Philippines, M=7. 7, 16/7/90.

Séisme de Kobé 1995, plus de 5000 morts, 80 000 bâtiments endommagés

Tectonique des plaques et astronomie • Renouvellement constant de la surface de la terre • Injection de gaz carbonique dans l’atmosphère, qui évite le refroidissement • L’absence de tectonique sur Mars explique le refroidissement et l’absence d’eau liquide • La terre est une planète vivante mais fragile…

Qu’est ce que çà va devenir • Après modélisation d’un déplacement de 100 mm par an, dans 430 millions d’années rassemblement des continents • Ce supercontinent formant un bouclier thermique, empêche la chaleur de s’évacuer, d’où nouvelle dislocation obligatoire

La terre dans 100 millions d'années La Méditerranée Orientale se ferme progressivement, l’Australie se rapproche de l’Asie et l’Antarctique dérive vers le Nord, modifiant considérablement les climats La terre dans 150 Millions d'années Une plaque gigantesque Europe Asie Afrique, Australie, Antarctique L’Amérique du Sud se détache et dérive vers le Sud La terre dans 200 millions d'années Une nouvelle Pangée est formée avec une mer intérieure Et le cycle recommence…

Bibliographie

http: //planet-terre. ens-lyon. fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOMvolsystsol. xml Historique • http: //www. ggl. ulaval. ca/personnel/bourque/s 1/devel. theorie. html • http: //www. eaae-france. org/gol-fr/sav/arc/sav-arc-tectonique 5 -fr. htm#moteur Les plaques • http: //planet-terre. ens-lyon. fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-intro-tectonique-plaques. xml Les mouvements • http: //start 1 g. ovh. net/~geopedia//plaques-terre. htm#plaques • http: //www. geopedia. fr/derive-continents. htm • Geological record of fluid flow and seismogenesis along an erosive subducting plate boundary. Vannucchi P, Remitti F, Bettelli G. Nature 2008 Feb 7; 451(7179): 699 -703. Les failles • http: //www. ipgp. jussieu. fr/pages/061001. php • Pale ocontraintes et de formations syn- et post-collision Afrique-Europe identifie es dans la couverture me sozoïque et ce nozoïque du Haut Atlas occidental (Maroc). M. Amrhar, C. R. Geoscience 334 (2002) 279 -285. Convection mantellique • http: //perso-sdt. univ-brest. fr/~jperrot/terreprofonde/dyn-conv. pdf • C. R. Geoscience 335 (2003) 141– 156 Geodynamics / Ge odynamique Thermal convection in a heterogeneous mantle Convection thermique dans un manteau he te roge ne Anne Davaille ∗, Michael Le Bars, Catherine Carbonne • http: //www. ipgp. jussieu. fr/pages/061102. php • http: //www. cnrs. fr/cw/dossiers/dosgeol/01_decouvrir/03_convection/01_terrain/03 a. htm#02 Tectonique et volcanisme • http: //www. ggl. ulaval. ca/personnel/bourque/s 1/tectonique. pl. html Tectonique et astronomie • L'évolution de la Terre / Claude ALLÈGRE • Pour la Science N° ou Vol. 206 (Décembre 1994) • http: //www. astronomes. com/c 1_solaire/p 133_interne. html