Tectonique des plaques

Tectonique des plaques
Eléments modernes à l’appui de la tectonique des plaques :
1. Minimum de vitesse (LVZ) au sommet de l’asténosphère
Rigidité moindre
Région de cisaillement
La lithosphère flotte sur l’asténosphère
2. Champs magnétique
- Inversions successives au niveau des fonds océaniques
- Mouvements « différents » des pôles d’un continent à l’autre
Tectonique des plaques
Historique de la théorie
Parallélisme des côtes atlantiques
de l’amérique du sud et de l’afrique
Origine
commune
(A. Ortelius 1596, F. Bacon 1620)
Un seul continent initial
(E. Suess fin 19ème siècle)
Gondwana
Dislocation d’un supercontinent
(A. Wegener 1912 : similitude des roches, fossiles, …
de part et d’autre de l’atlantique)
Dérive des continents
Pangée
t = - 200 106 ans
Tectonique des plaques
Exploration des fonds océaniques et découverte
de la dorsale atlantique (à partir de 1945)
La dorsale sépare deux plaques (H. Hess 1962)
Expansion des fonds océaniques
(H. Hess et T. Wilson 1962)
Tectonique des plaques
(F. Vine et D. Matthews 1963)
La lithosphère terrestre est un puzzle animé constitué
de plaques en mouvement les unes par rapport aux autres
Plaques tectoniques
Plaques tectoniques
Limites de plaques
1. Limites de divergence
volcans
séismes à foyers peu profonds
2. Limites de convergence
Zones de subduction
volcans
séismes à foyers profonds
3. Failles
Zones de glissements
séismes à foyers peu profonds
glissements de terrain
(jusqu’à 600-700 km)
1. Limites de divergence
1.1 Formation d’un rift
Exemple : rift est-africain
1. Limites de divergence
1. Limites de divergence – 1.2 dorsales océaniques
1. Limites de divergence – la dorsale atlantique
1. Limites de divergence – Deep sea drilling project
1. Limites de divergence - âge des fonds océaniques
1. Limites de divergence - âge des fonds océaniques
1. Limites de divergence – suite ophiolite
1 : Chambre de magma
2 : Sédiments
3 : basaltes en coussins
4 : Complexe filonien
5 : gabbros
6 : péridotites
Topographie des fonds océaniques
2. Limites de convergence – formation d’une chaîne volcanique
2. Limites de convergence – formation d’un volcan par subduction
2. Limites de convergence – formation d’une chaîne volcanique
Subduction sous un plaque continentale – la cordillère des Andes
Zone de subduction
Eléments à l’appui du phénomène de subduction :
- Présence de fosses océanique
- Plan de Wadachi – Benioff :
A proximité de la chaine volcanique : foyer à ~ 100 km de profondeur.
Ensuite, la profondeur des séismes augmente quand on s’avance dans le continent.
- Formation d’un arc volcanique à ~ 200 km de la fosse :
- Volcanisme de type explosif car magma chargé d’eau
Plaque océanique en subduction hydratée
libération de l’eau
transformation métamorphique
baisse du point de fusion
création de magma qui remonte jusqu’à la surface (force d’Archimède)
2. Limites de convergence – zones de subduction
2. Limites de convergence – la ceinture de feu du Pacifique
2. Limites de convergence – formation d’un arc d’îles volcaniques
Collision d’arcs d’îles
volcaniques Ouest de la Nouvelle
Guinée
Formation de l’Himalaya et soulèvement du Tibet
Formation d’un volcan par hot spot
Hawaii
Île de Hawaii ou une fenêtre
ouverte sur le
manteau
Formation d’îles volcaniques à partir d’un hot spot
Hawaii
3. Failles – zones de glissements
Faille de San Andreas, Californie
3. Failles – zones de glissements
Est de l’océan pacifique
Origine de la tectonique des plaques –
la convection mantellique
Influence de la convection mantellique sur
la lithosphere continentale
Failles inverses et plissements
Failles inverses et plissements
Presqu’île du Labrador
Plissements
Modélisation de la convection dans le manteau
Anomalies gravifiques dues
aux courants de convection
dans le manteau sous l’océan
pacifique
Gravité
Densité
Courant convectif vers le haut
Zone de divergence
Tomographie de la Terre en fonction de la profondeur
Les couleurs représentent les variations de la vitesse des ondes P par rapport
à la valeur moyenne à la profondeur indiquée.
Ces variations sont dues à des variations de température et de densité par
rapport aux valeurs moyennes à l’origine des mouvements de convection et
de la tectonique des plaques.
Tomographie
à une profondeur
de 100 km
Cycle des roches
Âge des chaînes rocheuses
en 109 ans depuis maintenant, âge 0
.25 → 0
.70 → .25
1.7 → .7
2.5 → 1.7
3.8 → 2.5
2.5 → 0
3.8 → 1.7
I. Géophysique interne
3. Les séismes
Faille anatolienne
Le Mont Fuji vu par ALOS
Foyer et épicentre
Sismomètres d’inertie
Précision : 10-10m
Inclinomètre
Modèle du rebond élastique
Délai entre l’arrivée des ondes P et celle des ondes S
Mesure de la distance du foyer
Echelle de Richter
log E = 4.4 + 1.5 M
Valeur maximum
Echelle macrosismique MSK
Séisme de Liège le 8 novembre 1983
Magnitude sur l’échelle de Richter - M = 4.9
Magnitude sur l’échelle d’intensité MSK - I = 7.2
M = 0.67 I + 0.07
Satellite de surveillance sismique Demeter
Formation de nuages lors d’un tremblement de terre
http://earthquake.usgs.gov/eqcenter/recenteqsww/Maps/
http://rme.ac-rouen.fr/une.htm
Tsunami Sumatra
26 décembre 2004
Tsunami Kuri
15 novembre 2006
Tsunami Antofagasta 14 novembre 2007
Tsunami Aonae Japon
12 juillet 1993
Tsunami Warning System
Tsunami Warning System
Prévision des éruptions?
Images SAR (ERS ) de l’Etna
recouvrant la période 1992-2000.
Les inspirations (gonflements) et
expirations du volcan sont indiquées
par des changements de couleur.
Localisation des séismes et des éruptions volcaniques – Alan Jones