Post on 25-Aug-2018
TP 11 Comment renforcer la théorie de la tectonique des plaques dans les années 60-70?
Lycée E. Delacroix 1ère S
Programme 2011
Activité 1 : Observer
la géométrie des
frontières de plaques
Bordas 1S SVT ed 2011 p. 120
Bordas 1S SVT ed 2011 p. 120
Corrigé des questions p.120-121
• Doc 1 et 2: on constate que la dorsale est cisaillée à de
très nombreux endroits. En effet son trajet n’est pas
rectiligne. Ces cisaillements de la dorsale sont appelés
failles transformantes. On constate une répartition des
séismes le long de ces failles transformantes entre 2
tronçons de dorsale.
• Or de part et d’autre de la dorsale le mouvement est
divergent. Ceci induit un coulissement en sens
contraire des portions de plaques de part et d’autre
de la faille transformante. Ce coulissement engendre
des forces de frottement, des contraintes, donnant
lieu à des ruptures brutales de roches, i.e. des
séismes.
Doc 3 et 4
• La faille transformante transforme la trajectoire
rectiligne de la dorsale en de nombreux petits
tronçons de dorsale. Ces failles transformantes, sont
curvilignes, de plus en plus grandes lorsqu’on
s’approche de l’équateur, et sont centrées sur un axe
passant par le centre de la Terre (axe eulérien).
• Le morcellement de la dorsale s’explique par le
comportement cassant, rigide des plaques
lithosphériques. La forme curviligne des failles
transformantes, et leur longueur variable selon la
latitude s’expliquent par le mouvement des plaques
sur une Terre sphérique.
Bilan sur les failles transformantes
• Les failles transformantes transforment la trajectoire
de la dorsale. Cette transformation, s’explique par la
sphéricité de la Terre et par le comportement rigide,
cassant des plaques lithosphériques en mouvement sur
l’asthénosphère ductile.
• La localisation des foyers sismiques le long de ces
failles entre deux portions de dorsale révèlent le
mouvement de coulissage engendrant des forces de
frottement qui génèrent alors des séismes.
• Ce mouvement des blocs rigides mis en évidence par
les failles transformantes conforte donc la théorie de la
tectonique des plaques (du grec « tecto » =
charpentier).
Topographie à l’axe de la dorsale
Topographie à l’axe de la dorsale
Faille normale
Forces d’étirement
associées au mouvement
de divergence
Volcanisme basaltique
• Échelle 1/20 000
Soit 1 cm sur le modèle représente 20
000 cm en réalité
1 cm → 20 000 cm soit 2x104 x10-2 m soit
2x104x10-5 km
1 cm → 0,2 km
Et v= 2cm/an
V=d1cm/t1cm soit t1cm= d1cm/V
t1cm = 20 000/2
t1cm= 10 000 ans
Fig. 5 – Diagramme perspectif d'une demi-zone axiale dans une dorsale
infralente.
Failles normales associées à des forces d’extension
Forces
d’extension
Mouvement relatif
des compartiments
Li
Ei
Ef
Lf
Li<Lf
Ei>Ef
=> Il s’agit de forces d’étirement
Modélisation
des
déformations
tectoniques
Failles inverses
Failles normales
Fig. 2 – Bloc diagramme montrant l'organisation en surface et en
profondeur de la zone axiale d'une dorsale rapide. (ex Est Pacifique)
Explications des sea mounts
Ex de Clipperton qui devient
une île émergée
Document 1 : Le rift de Thingvellir en Islande
Cette structure est une portion émergée de la dorsale de l’Atlantique Nord.
Ouest Est
Document 2 : Profil de sismique réflexion dans la fosse de Nankaï au
Japon.
Ce profil représente une portion d’une coupe de la croûte océanique
effectuée perpendiculairement à la fosse. Les limites des couches de roches
forment des surfaces sur lesquelles les ondes sismiques se réfléchissent. En
étudiant le temps de parcours entre une source d’onde et un capteur, on peut
localiser ces réflecteurs. Les lignes noires sur le profil sont des réflecteurs
correspondant à des couches de sédiments de même âge, initialement
déposées de façon horizontale.
Document 2 : Profil de sismique réflexion dans la fosse
de Nankaï au Japon.
Forces de compression associées au mouvement de
convergence Légendes:
Plan de la faille inverse
Mouvement relatif des compartiments
Modélisation
des
déformations
tectoniques
Failles inverses
Failles normales
Maquette d’une faille inverse
Li
Ef
Lf
Ei
Li
Forces de
compression
associées au
mouvement de
convergence
Li>Lf
Ei<Ef
=> Il s’agit de forces de
compression
Mouvement relatif
des compartiments
Activité 2 : le
renforcement de la
théorie grâce à
l’étude des points
chauds
Bordas 1S SVT ed 2011 p123
La chaîne d’Hawaï s’étend
selon une direction NW-SE
et la chaîne de l’Empereur
a une direction N-S.
Document 3 : Protocole expérimental
Pour comprendre le mode de fonctionnement d’un point chaud on se propose d’utiliser un modèle analogique utilisant une bougie et une plaque de verre.
Replacer sur le verre (avec les traces de la bougie qui brûle), dans l’ordre de leur formation, les îles volcaniques (4 entre Hawaï et Midway; 4 entre Yuryaku et Jimmu)
Hatier 2001
Document 4 : Emplacement de la dorsale Pacifique
Il existe des zones de formation profonde (dans
l’asthénosphère) de magma appelées points chauds
On suppose que le point
chaud (zone de formation
magmatique) est fixe, situé
dans une partie profonde
du manteau (*) et que la
plaque lithosphérique se
déplace « sur »
l’asthénosphère ductile.
Dans ce cas :
- Alignement des volcans
- Seul le dernier volcan est
actif *Les matériaux sources des points chauds sont issus de couches limites dans le manteau, notamment celle à la profondeur de 670 km correspondant à la limite manteau inférieur - manteau supérieur, et celle à la limite entre le noyau et le manteau.
Carte des principaux points chauds
5- 1,6cm (carte) > 1 000km (réel) • dYuryaku – Hawaï: 6 cm, soit à 3 750 km
V = 3 750/ 44 V = 85 km/ Ma V= 8,5 cm/an
Depuis 44 Ma la plaque a un mouvement absolu vers le
NW, avec une vitesse de déplacement de 8,5 cm/an.
• d Jimmu-Yuryaku: 2,9 cm, soit 1 813 km V = 1813/ 21
V = 86 km/Ma V= 8.6 cm/an
Entre 65 et 44 Ma, la plaque se dirigeait vers le Nord à une
vitesse de 8,6 cm/an.
Représentation schématique de
l’observation expérimentale
Expérience analogique
Fonctionnement d’un point chaud
Intérêt de l’étude des points chauds
• On observe la direction de déplacement des plaques lithosphériques
• On peut calculer vitesse absolue de déplacement