1. Plan du cours

I. La surface de la planète Terre est un puzzle formé de plaques

A. Ce que nous montre la comparaison des cartes mondiales de la sismicité et du volcanisme

T.P. Réalisé avec Sismolog

On observe que, mis à part quelques édifices volcaniques isolés, les phénomènes se superposent et permettent de définir en simplifiant trois types de régions actives à la surface du globe.

• Les géologues ont pu montrer que :
  • ces régions très actives comparées au reste du globe sont des limites de plaques.
  • une plaque est une portion de la surface du globe (lithosphère) qui ne présente aucune activité et que seule sa bordure est active.
  • contrairement à ce qu'on aurait pu imaginer les limites ne sont pas celles des continents et des océans, exemple :
    • la plaque africaine est formée du continent africain émergé, d'une "moitié" de l'océan Atlantique, à l'Ouest et d'une "moitié" de l'océan Indien à l'Est.
• Les plaques sont variées,
  • en taille, il y en a
    • des grandes (Plaque eurasiatique ou plaque africaine)
    • des petites (Plaque des Cocos)
  • en structure,
    • certaines, comme la Plaque africaine sont constituées de continents et d'océans
    • d'autres, comme la Plaque pacifique ne sont qu'océaniques

Animation montrant la relation qui existe entre les régions sismiques, volcaniques du globe et les limites de plaques.

B. Les données GPS

• Données GPS pour la déplacement des plaques - NASA
• Utilisation du logiciel Tectoglob 11 (vecteurs GPS et carte des fonds océaniques) - voir aussi rubrique "Outils (du site SVT)
  - Lien de téléchargement
  - Fiche technique

C. Observation topographique des limites de plaques

T.P. Réalisé avec Sismolog

1) Observation de la coupe de l'Atlantique entre la Mauritanie et le Sénégal, à l'Est et les Caraïbes et le Venezuela à l'Ouest. Compte-rendu à partir d'images obtenues en T.P.

2) Observation de la côte du Chili , une subduction au contact d'un continent en complément aux observations faites au niveau de l'arc des Caraïbes afin de mettre en évidence les caractéristiques topographiques d'une subduction. Compte-rendu à partir d'images obtenues en T.P.

3) Observation des Monts Zagros en Iran une chaîne de collision dans la grande région de notre lycée. Nous verrons prochainement (sortie au musée de géologie de Sharjah) que cette chaîne de montagne résulte de la fermeture de l'océan Téthys. Compte-rendu à partir d'images obtenues en T.P.

4) Observation d'une particularité l’alignement volcanique d'Hawaï. Mettre en évidence le déplacement de la plaque Pacifique et mesurer sa vitesse de déplacement.. Compte-rendu à partir d'images obtenues en T.P.

II. La structure interne du globe terrestre peut-elle expliquer le mouvement des plaques ?

A. Comment l'étude des enregistrements sismiques ont-ils permis d'appréhender la structure et la composition de l'intérieur du globe terrestre ?

T.P. Réalisé en 2013 avec le modèle de transmission des ondes (Jeulin) et le logiciel gratuit Seismic Waves (en utilisant le séisme du 11 mars 2011 à Tohoku de magnitude 9,0 au NE de Honshu au Japon qui a engendré le tsunami).
Le séisme de Tohoku sur ISGS - Présentation et posters

T.P. Réalisé en 2003 avec le modèle de transmission des ondes (Jeulin) et le logiciel gratuit Seismic Waves (en utilisant le séisme du 17 août 1999 à Izmit en Turquie).

B. Certaines roches nous informent de la composition des couches profondes du globe terrestre.

• On observe principalement ces roches au niveau des chaînes de montagnes.
  • Toutes ces roches formées en profondeur sont rendues visibles par collision, fermeture d'un océan et érosion (se reporter au chapitre III suivant).
• Par plongée des sous-marins miniatures ont pu prélever les basaltes de dorsale.

C. Les variations de vitesse de propagation des ondes sismiques à l'intérieur du globe terrestre.

• Cette étude met en évidence :
  • une première limite située autour de 30 km de profondeur liée à une différence de composition minéralogique, elle différencie la croûte granitique du manteau supérieur formé de péridotites,
  • une deuxième limite située autour de 100 km de profondeur qui indique un début de fusion du manteau constituant l’asthénosphère.

D. Source d'énergie de la "Machine Terre".

• Modélisation des courants de convection (Matériel Pierron)

III. Le ballet des continents.

A. La réalité du "Ballet des Continents".

• Document "Le déplacement des continents depuis 300 Ma"
• Logiciels d'animation à télécharger : "4e-Plaques"

B. Les marqueurs des mouvements des plaques.

1) Ouverture et fermeture des océans L'ouverture d'un océan se carctérise par la formation du plancher océanique dont les marges présentent des failles normales - Modélisation (Matériel Jeulin) Carte de l'âge des planchers océaniques (ci-contre) Schéma de synthèse 2) La fermeture d'un océan aboutit à une collision (formation d'une chaîne de montagnes). Une collision se caractérise par la présente de plis et de failles inverses Un exemple de pli : le "Chapeau de gendarme".

• Exemple de la collision à l'origine de la formation de l'Himalaya : la collision de l'Inde et de la plaque Eurasiatique résulte de l'ouverture de l'océan Indien et de la fermeture de la Téthys.
• Modélisation (Matériel Pierron)
• L'affrontement de la plaque africaine et de la partie européenne de la plaque Eurasiatique est à l'origine des chaînes alpines périméditerranéennes.
• Elles résultent de la fermeture de l'océan Téthys ouvert à l'ère secondaire lors de la première fragmentation de la Pangée, séparant la Pangée en deux super-continents : la Laurasia au Nord et le Gondwana au Sud.
• Toutes ces chaînes se caractérisent par la présence de roches appartenant à des fragments du fond océanique de l'océan Téthys qui ont été soulevé lors de la collision qui a fait suite à la fermeture par subduction (basaltes, gabbro et péridotites).

• Les chaînes téthysiennes s'étendent de ce côté de l'Atlantique, de Gibraltar à l'Indonésie, en passant par l'Iran (Monts Zagros) et l'Himalaya.

IV. Bilan.

• Schéma légendé mettant en évidence le principe de la théorie de la tectonique des plaques
• Version du schéma légendé à mettre en couleur
• Version muette du schéma
• La tectonique des plaques - Une série d'animations sur le web ou en téléchargement. Lien
• Pour réviser se reporter aux liens qui figurent à la page de ce chapitre "Biblio et Internet".
  Excellents textes et schémas très accesibles même pour un élève de 4e.