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  • SVT PARTIE IB La Tectonique des plaques,

    Histoire d’un modèle

    Thème 1.

    La Terre dans l’Univers, la vie et

    l’évolution du vivant

  • Chapitre 1 La mobilité des continents, naissance

    d’une idée

    I -Naissance de la théorie de la dérive des continents et son rejet TP1

  • Au début du XXème siècle, cette conception fixiste est remise en cause; les premières idées évoquant la mobilité horizontale des continents apparaissent grâce notamment à Alfred Wegener.

    A. Wegener

    E. Suess

    1883

    1912

    1930 1960 1990

    La controverse : fixisme / mobilisme

    Jusqu’au début du XXème siècle, les scientifiques attribuaient aux continents une position fixe à la surface de la Terre

  • Wegener propose la théorie de

    « la dérive des continents »

    « Un super continent, la Pangée, se serait fragmenté …

    … et les masses continentales issues de la fragmentation dériveraient à la surface de la Terre depuis cette date »

    Alfred Wegener émet l’hypothèse d’une mobilité horizontale des continents.

    Quels sont les arguments en faveur

    de la mobilité des continents ?

  • Arguments morphologiques

    Arguments géologiques

    Arguments paléoclimatiques

    Arguments paléontologiques

  • Arguments morphologiques

  • Arguments géologiques

  • Arguments paléoclimatiques

    Calottes glaciaires dans l’hémisphère sud

    ~ 220-300 Ma

  • Arguments paléontologiques

  • Bilan

    LES CONTINENTS ONT DONC BIEN CHANGE

    DE POSITION AU COURS DES TEMPS GEOLOGIQUES

    COMMENT ? QUEL EN EST LE MOTEUR?

  • E. Suess

    1883

    A. Wegener

    1912

    A. Holmes

    H. Jeffreys

    1924

    1928

    1930 1960 1990

    Le rejet de la dérive des continents…malgré des arguments convaincants !

    Harold Jeffreys : « l’intensité des forces supposées est bien trop faible, la résistance du sima bien trop forte pour permettre un déplacement appréciable des continents. »

  • E. Suess

    1883

    A. Wegener

    1912

    A. Holmes

    H. Jeffreys

    1924

    1928

    1930 1960 1990

    Le rejet de la dérive des continents…par réticences au changement !

    « Si nous croyons l'hypothèse de Wegener, nous devons oublier tout

    ce que nous avons appris dans les soixante-dix dernières années et retourner sur

    les bancs de l'école. »

    (R. T. Chamberlin, « Some of the objection to Wegener's Theory »)

  • Le rejet de la théorie de Wegener Cette théorie de la dérive des continents est très débattue. Arguments en défaveur : - Absence de moteur : Wegener ne propose pas de mécanisme expliquant le déplacement horizontal de continents, - A l’époque la communauté scientifique pense que la quasi-totalité de la Terre est solide (études sismiques) Vers 1930, elle finit par être rejetée

  • BILAN

    Fixisme contre Mobilisme

    Arguments mobilistes Arguments fixistes

    Complémentarités des côtes

    Témoigne de la fracturation d’un super continent

    Très approximative, surtout de part et d’autre de l’atlantique Nord

    Similarité des fossiles sur différents continents

    Expliquée par l’existence d’un supercontinent qui regroupe les continents

    Expliquée par l’existence de ponts continentaux qui reliaient les continents

    Mobilité horizontale des continents

    Possible car les continentaux moins denses se déplacent sur un matériau plus denses

    Impossible car la Terre est quasi entièrement solide et beaucoup trop rigide

  • Arguments mobilistes Arguments fixistes

    Complémentarités des côtes

    Témoigne de la fracturation d’un super continent

    Très approximative, surtout de part et d’autre de l’atlantique Nord

    Similarité des fossiles sur différents continents

    Expliquée par l’existence d’un supercontinent qui regroupe les continents

    Expliquée par l’existence de ponts continentaux qui reliaient les continents

    Mobilité horizontale des continents

    Possible car les continentaux moins denses se déplacent sur un matériau plus denses

    Impossible car la Terre est quasi entièrement solide et beaucoup trop rigide

  • E. Suess

    1883

    A. Wegener

    1912

    A. Holmes

    H. Jeffreys

    1924

    1928

    1930 1960 1990

    Le rejet de la dérive des continents…par réticences au changement !

    « Si nous croyons l'hypothèse de Wegener, nous devons oublier tout

    ce que nous avons appris dans les soixante-dix dernières années et retourner sur

    les bancs de l'école. »

    (R. T. Chamberlin, « Some of the objection to Wegener's Theory »)

    Damien Jaujard - UPEC/IUFM de Créteil

  • II- Les apports de la sismologie et de l’étude des roches sur la structure du GT

    Apports de la sismologie TP 2

  • Les séismes

    – Séisme ou tremblement de terre se traduit en surface par des vibrations du sol. Il provient de la fracturation des roches en profondeur. Cette fracturation est due à une grande accumulation d’énergie qui se libère, en créant ou en faisant rejouer des failles, au moment où le seuil de rupture mécanique des roches est atteint.

    – Hypocentre ou foyer : endroit précis où se produit le mouvement initial

    – Épicentre : point situé en surface au-dessus (le plus près) du foyer

  • La propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales (provoque une déformation élastique)

    Vibrations du sol

    Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière

    Qu’est-ce qu’une onde sismique ?

  • Causes des séismes naturels

    • Impact (météorites) • Éruption volcanique • Tectonique : jeu de faille, mouvement de plaques...

    • Présence de forces • Accumulation d’énergie • Mouvement brutal avec libération d’énergie

  • Séisme sur faille normale

    • Le mouvement d ’une faille normale engendre un séisme

    Escarpement de faille normale. Séisme de

    Fuyun, Chine-Mongolie, M=8, 11 août 1931.

  • Les ondes sismiques

    • Ondes de volume – Onde longitudinale Onde de compression(Ondes P)

    • propagation dans milieux solides et liquides

    – Onde transversale Onde de cisaillement (Ondes S) • propagation en milieu solide

    • Ondes de surface – Onde de Rayleigh – Onde de Love

  • Sismogramme

    • Le sismographe distant enregistre les ondes P, S et de surface. La coupe montre les trajectoires des ondes.

  • A = amplitude maximum

    • La valeur de l ’amplitude maximum est utilisée pour la détermination de la magnitude

  • Transmission des ondes à travers le Globe

    • Propagation des ondes – vitesse : fonction de la nature et de la densité du

    milieu traversé

    – P traverse liquide et solide ; S ne passe qu’à travers un solide.

    • Les discontinuités internes du Globe – sismique réflexion – sismique réfraction

  • Milieu 1 : n1 = 1/d1

    Milieu 2 : n2 = 1/d2

    n2 < n1 ⇒ α2 > α1 d2 > d1 et V2 > V1

    n1.sin α1 = n2.sin α2

  • Milieu 1 : n1 = 1/d1

    Milieu 2 : n2 = 1/d2

    n2 > n1 ⇒ α2 < α1 d2 < d1 et V2 < V1

    n1.sin α1 = n2.sin α2

  • Station sismique

    Onde directe

    Onde réfléchie

    Onde réfractée

    Réplique

    Foyer

  • L’onde S ne traverse pas cette frontière

    Discontinuité de Gutenberg

    Vitesse sismique en km/s 2 4 6 8 10 12

    Profondeur km

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000

    6000

    S P

    Le manteau est solide

    Le noyau externe est liquide

    L’onde P est fortement ralentie

  • Vitesse sismique en km/s 2 4 6 8 10 12

    Profondeur km

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000

    6000

    S P Manteau solide

    Noyau externe liquide

    Graine

    solide

    Accélération des ondes P

    Présence des ondes S

    Discontinuité de Lehman : limite noyau externe et noyau interne

  • La localisation du MOHO

  • Autres observations

    Frontière Croûte - Manteau (+dense)

    Nom : Moho ; profondeur variable (-9 à -70km)

    Manteau

    supérieur

    Croûte

    Manteau lithosphérique

    LVZ

    100

    200

    Vitesse des ondes P en km/s 2 3 4 5 6 7 8

    Profondeur en km

    A sth

    é n

    o sp

    h è

    re

    700 km

    passage à une zone de moindre vitesse : LVZ

    Limite lithosphère - asthénosphère

    Augmentation vitesse des ondes P :

    Diminution de la vitesse de propagation de P et de S vers -

    150km