Tectonique des Plaques, Gravité et Isostasie : Dynamique Terrestre

Le Système Tectonique : Structure et Dynamique

Le système dynamique tectonique est étroitement lié à la structure interne de la Terre et aux caractéristiques physiques de la planète.

Caractéristiques de la Surface Terrestre

Ce système est responsable des principales caractéristiques de la surface terrestre, tels que les continents et les bassins océaniques. Les structures principales incluent :

• Sur les continents : Les boucliers, les plateformes et les chaînes de montagnes (ou montagnes de pli).
• Au fond de l'océan : Les dorsales médio-océaniques, les plaines abyssales, les monts marins, les fosses (tranchées) et les marges continentales.

Rôle du Système Tectonique

Le système tectonique est le système dynamique qui contrôle les mouvements horizontaux de la croûte (la dérive des continents et l'expansion des fonds océaniques) ainsi que les cycles de vie des océans (la «naissance», l'évolution et la «mort»).

La Théorie de la Tectonique des Plaques

Le système tectonique dynamique est directement lié à la théorie de la tectonique des plaques. Cette théorie stipule que la partie extérieure solide de la Terre (la lithosphère) est «brisée» et divisée en une série de plaques ou d'unités lithosphériques.

Ces plaques, mécaniquement rigides et indépendantes, se déplacent librement les unes par rapport aux autres. Leurs contacts mutuels et leur activité manifestent la géologie la plus importante du système. Il s'agit d'une théorie unificatrice qui explique :

• L'évolution des continents et des bassins océaniques.
• La genèse des chaînes de montagnes plissées.
• La genèse et la répartition des gisements minéraux, etc.

Composition et Mouvement des Plaques

Les plaques lithosphériques, qui se composent de la croûte et du manteau supérieur, ont environ 100 km d'épaisseur. Elles glissent sur le manteau plus chaud, qui est sous-jacent et plastique.

Mouvements Divergents et Création de Lithosphère

Lorsque les plaques lithosphériques s'éloignent l'une de l'autre (mouvement divergent), l'espace restant est occupé par la matière chaude provenant du manteau, créant ainsi une nouvelle lithosphère. Les principales caractéristiques qui témoignent de ce processus sont :

• Le rift continental.
• Les dorsales (ou crêtes) médio-océaniques.
• Les nouveaux bassins océaniques.

Mouvements Convergents et Subduction

Lorsque le mouvement des plaques lithosphériques est convergent (une collision), une plaque glisse sous l'autre et s'enfonce dans le manteau (phénomène de subduction). Les principales caractéristiques structurelles qui témoignent de l'apparition de ce processus sont :

• Les chaînes de montagnes plissées, avec un épaississement de la croûte.
• Les arcs volcaniques.
• Les fosses océaniques.

Énergie et Processus Endogènes

L'énergie nécessaire à l'apparition des processus géologiques liés au système tectonique provient de l'intérieur de la Terre. Sa source de chaleur est résiduelle (relique), mécanique et radioactive, et elle est transmise par conduction et convection.

Tous ces processus géologiques du système tectonique sont dits endogènes. À l'échelle humaine, les plus représentatifs sont la sismicité et le volcanisme.

Gravité et Isostasie

Le Rôle Fondamental de la Gravité

La gravité joue un rôle fondamental dans la dynamique de la Terre. Elle régule le mouvement dans plusieurs systèmes :

• Système Hydrologique : Débit ou mouvement des glaces (glaciers), de l'eau courante de surface (rivières) et des eaux souterraines (aquifères et nappes phréatiques).
• Système Tectonique : Le soulèvement et l'affaissement de la croûte (mouvements verticaux), combinés aux mouvements horizontaux des plaques, sont souvent contrôlés par la gravité.

Gravité et Différenciation Interne

La gravité est aussi étroitement liée à la différenciation au sein de la Terre (structure interne de la planète), car elle est la force qui commande le contact rhéologique ou la limite entre la lithosphère et l'asthénosphère.

La lithosphère, bien que froide, rigide et légère, flotte sur l'asthénosphère, qui est chaude, molle (plastique) et dense.

La Théorie de l'Isostasie

La théorie de l'Isostasie soutient que les soulèvements et affaissements permanents de la croûte qui se produisent en réponse à la force de gravité tendent à maintenir un équilibre gravitationnel dans tout le système.

Mécanisme de l'Ajustement Isostatique

Tout ajustement isostatique, cette tendance vers le point d'équilibre gravitationnel entre la croûte et le manteau, fait que la croûte se déplace sur le manteau en fonction de son volume et de sa densité. La force qui contrôle ces paramètres est la gravité.

Conséquences des Changements de Surface

Tout changement à la surface de la Terre par l'ajout ou l'enlèvement de matière provoque un ajustement isostatique (par exemple, un relief montagneux élevé a des racines profondes dans le manteau).

Isostasie et Processus Exogènes

L'isostasie est liée à tous les processus qui modifient la répartition des matériaux à la surface, car tout type de chargement et de déchargement de surface produit des mouvements verticaux de la lithosphère.

Le concept d'isostasie est essentiel pour étudier les principales caractéristiques de la croûte (continents, bassins océaniques et chaînes de montagnes) et, par conséquent, pour comprendre la réponse de la croûte à l'érosion, la sédimentation et la glaciation. Cela signifie que l'ajustement isostatique est impliqué dans presque tous les processus exogènes.