Tectonique des Plaques et Formation des Océans

La Tectonique des Plaques : Un Modèle Explicatif de la Dynamique Terrestre

Comprendre la Structure du Plancher Océanique

La crête sous-marine s'élève entre 2 et 3 km au-dessus de la plaine abyssale, et est périodiquement interrompue par des failles transformantes. La dorsale océanique (DO) présente une rainure centrale, le rift. Toutes les roches du plancher océanique ont moins de 185 millions d'années, tandis que la Terre a 4500 millions d'années et les continents ont des zones âgées de 3800 millions d'années.

Données Clés sur les Dorsales Océaniques

Les basaltes présents dans les roches des dorsales ont moins d'un million d'années et correspondent au champ magnétique terrestre actuel. La croûte océanique s'éloigne de la crête : l'âge du basalte augmente à mesure que l'on s'éloigne de la dorsale, avec une distribution presque symétrique. La puissance des sédiments est liée à l'âge du plancher océanique.

Répartition des Volcans et des Tremblements de Terre

Les volcans et les tremblements de terre (V & T) sont des processus géologiques internes, dont l'origine est l'énergie thermique à l'intérieur de la Terre. Leur représentation sur une carte permet d'observer qu'ils ne sont pas régulièrement distribués, mais concentrés de manière spécifique. On observe une coïncidence entre l'activité sismique et volcanique dans de nombreux endroits.

Premières Conclusions sur l'Activité Géologique

Il existe des zones géologiquement très actives, tandis que d'autres sont très stables. Il y a des endroits où de grandes masses de matériaux doivent se déplacer par rapport à d'autres.

Limites des Plaques Lithosphériques

La limite entre une plaque et une autre est appelée bord ou limite de plaque. On distingue trois types de limites :

• Les dorsales océaniques : limites où se génère une nouvelle lithosphère océanique.
• Les zones de subduction : frontières de plaques où la lithosphère est détruite.
• Les failles transformantes : limites où la lithosphère n'est ni créée ni détruite, mais se déplace latéralement.

Les bords des plaques définissent sept grandes plaques : Eurasienne, Africaine, Indo-Australienne, Pacifique, Nord-Américaine, Sud-Américaine, Antarctique, et des plaques plus petites comme la plaque de Nazca, des Caraïbes ou Arabe.

Les Courants de Convection et le Mouvement des Plaques

Les courants de convection : un liquide se dilate lorsqu'il est chauffé et monte, perdant de la densité. Dans les zones de basse température, il se refroidit et descend. Le mouvement des plaques est dû à l'énergie thermique interne de la Terre et à la gravité.

Comment un Continent se Divise-t-il ?

Des colonnes de matières chaudes (plumes) prennent naissance dans le manteau profond. Leur faible densité leur permet de monter et de s'ouvrir à la base de la lithosphère.

Processus de Formation d'un Océan

1. La lithosphère s'élève et s'arque sous la pression des panaches.
2. Formation du Rift : La tension créée dans la partie supérieure de la lithosphère provoque des fractures, formant ainsi une crête avec une vallée centrale.
3. Formation de la lithosphère océanique : À travers les fractures du rift, le magma remonte, se solidifie et élargit la vallée. La lithosphère continentale se sépare et la lithosphère océanique commence à se former, créant une mer étroite.
4. Formation d'un océan : Si le processus continue, une nouvelle lithosphère se forme et l'océan s'élargit.

La Tectonique des Plaques : Un Modèle Explicatif

La tectonique des plaques permet d'expliquer les mouvements des océans, des continents, l'origine des volcans, des tremblements de terre et des montagnes. Elle résume ces idées :

• La lithosphère est divisée en un ensemble de pièces rigides appelées plaques lithosphériques.
• Les bords des plaques lithosphériques peuvent être de trois types : dorsales, zones de subduction et failles transformantes.
• La lithosphère océanique est sans cesse renouvelée tandis que la lithosphère continentale est permanente.
• Les plaques lithosphériques se déplacent sur les matériaux plastiques du manteau sublithosphérique.
• Le mouvement des plaques lithosphériques est causé par l'énergie thermique, aidée par l'énergie gravitationnelle.
• La Terre a changé non seulement de position, mais aussi de forme, de taille et de nombre de plaques.

Déformations Géologiques

On appelle déformation un changement de position, de forme ou de volume que subissent les roches sous pression. Types de déformations :

• Élastique : la roche se déforme mais revient à sa forme originale.
• Plastique : la roche se déforme de manière permanente.
• Cassante : la roche se brise sous l'effet de la force appliquée.

Éléments d'un Pli

• Plan axial : plan qui divise le pli en deux.
• Charnière : zone de courbure maximale.
• Axe du pli : intersection du plan axial avec la charnière.
• Flancs : côtés du pli de part et d'autre de la charnière.
• Noyau : zone interne du pli.

Types de Plis

• Anticlinal : pli convexe vers le haut avec les matériaux les plus anciens dans le noyau.
• Synclinal : pli concave vers le haut avec les matériaux les plus récents dans le noyau.
• Droit : pli dont le plan axial est à 90°.
• Incliné : pli dont le plan axial est compris entre 85° et 10°.
• Couché : pli dont le plan axial est à 10°.
• Inverse : pli dont le plan axial est incliné de plus de 90°.
• Symétrique : le plan axial divise le pli en deux moitiés égales.
• Asymétrique : le plan axial divise le pli en deux moitiés inégales.

Joints et Failles

Joints : fractures dans les roches sans déplacement relatif des blocs. Ils sont regroupés en systèmes de joints. S'ils s'accentuent, ils s'élargissent. Failles : fractures dans lesquelles un déplacement relatif des blocs s'est produit. Un miroir de faille est la surface de rupture. Les lèvres de la faille sont les deux blocs séparés par la rupture. Le rejet de la faille est la mesure du déplacement. L'orientation de la faille est définie par la direction et le pendage de son plan.

Association de Failles

• Graben ou fossé d'effondrement : bloc affaissé limité par des failles parallèles.
• Horst : bloc surélevé limité par des failles parallèles.

Orogènes et Formation des Chaînes de Montagnes

Un orogène est un relief constitué de roches ignées, métamorphiques et sédimentaires continentales qui sont plissées et fracturées. Formation d'une chaîne de montagnes :

1. Formation du prisme d'accrétion : la majorité des sédiments de la lithosphère océanique ne subissent pas de subduction. Ils s'accumulent à l'avant de la plaque chevauchante, formant un prisme d'accrétion.
2. Magmatisme et métamorphisme : la présence d'eau et la chaleur générée favorisent une fusion partielle des roches. Les magmas montent, certains atteignent la surface, d'autres restent à l'intérieur, contribuant à l'épaississement de la croûte continentale. La haute pression et la température favorisent le métamorphisme de certaines roches.
3. Élévation de l'orogène : le relief est le résultat de deux processus : l'épaississement crustal continental et l'élévation isostatique.

Processus de Collision Continentale

1. Subduction océanique : dans une première phase, la lithosphère océanique subducte et les sédiments transportés s'accumulent, se plient, etc.
2. Fermeture du bassin océanique : il arrive un moment où toute la section de la lithosphère océanique est consommée et la zone de subduction atteint le continent. Les matériaux continentaux sont moins denses, ce qui rend difficile leur pénétration dans le manteau. D'autre part, la lithosphère continentale est plus épaisse, ce qui rend la subduction difficile.
3. Collision continentale : les deux continents finissent par entrer en collision, les matériaux intermédiaires sont comprimés, pliés, fracturés et surélevés. Si le processus continue, un continent peut chevaucher l'autre, doublant ainsi l'épaisseur de la croûte continentale dans cette zone. L'élévation isostatique est alors importante.

Conclusion : La Tectonique des Plaques, un Processus Continu

La tectonique des plaques est un processus dynamique et continu qui façonne la surface de la Terre depuis des millions d'années. Comprendre ses mécanismes est essentiel pour appréhender la formation des reliefs, la distribution des ressources naturelles et les risques géologiques.