Lernzettel: Dynamique des plaques lithosphériques

📋 Plan du Cours

1. Mobilité horizontale des plaques lithosphériques
2. Anomalies magnétiques et expansion océanique
3. Données sédimentaires et vitesse de divergence
4. Volcanisme de points chauds et déplacement des plaques
5. Géodésie spatiale et mesures satellitaires
6. Dorsales et rifts : marqueurs de divergence
7. Fosses et arcs volcaniques : subduction

📖 1. Mobilité horizontale des plaques lithosphériques

🔑 Notions clés & Définitions

• Plaques lithosphériques : Ensemble de blocs rigides de lithosphère peu déformables qui se déplacent horizontalement les uns par rapport aux autres.
• Mobilité horizontale : Déplacement latéral des plaques lithosphériques, lié à une dynamique plus profonde affectant le manteau lithosphérique.

📝 Points essentiels

• La surface terrestre est découpée en plaques lithosphériques mobiles entre elles.
• La mobilité horizontale traduit une dynamique profonde affectant le manteau lithosphérique.
• Plusieurs méthodes géologiques et géodésiques permettent de préciser et quantifier les mouvements des plaques.

📖 2. Anomalies magnétiques et expansion océanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Anomalies magnétiques : Variations du champ magnétique enregistrées dans les roches océaniques, pouvant être positives ou négatives selon l’intensité mesurée.
• Double tapis roulant : Modèle d’expansion océanique où de nouveaux matériaux se forment à la dorsale puis s’éloignent symétriquement de part et d’autre.

📝 Points essentiels

• Les anomalies magnétiques sont symétriques par rapport à l’axe de la dorsale et se corrèlent aux inversions du champ.
• L’âge du plancher océanique augmente en s’éloignant de la dorsale, ce qui prouve que l’expansion démarre à l’axe.
• À partir de l’âge des basaltes, on calcule la vitesse d’expansion (cm/an) donc la vitesse de divergence des plaques.

📖 3. Données sédimentaires et vitesse de divergence

🔑 Notions clés & Définitions

• Carottage Joides : Campagnes de carottage utilisées pour mesurer l’épaisseur et l’âge des sédiments au contact du basalte.
• Vitesse de divergence : Vitesse à laquelle deux plaques s’écartent au niveau des dorsales, déduite des âges et épaisseurs mesurés.

📝 Points essentiels

• L’épaisseur des sédiments et l’âge au contact direct du basalte sont symétriques et augmentent avec la distance à l’axe de la dorsale.
• Les sédiments océaniques proviennent du dépôt de restes d’organismes et de particules transportées par les fleuves.
• Les données sédimentaires permettent de calculer la vitesse de divergence des plaques.

📖 4. Volcanisme de points chauds et déplacement des plaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Point chaud : Zone fixe du manteau profond d’où provient un panache de matériel chaud à l’origine de magmas.
• Volcanisme intra-plaque : Volcanisme observé loin des frontières de plaques, formant des alignements d’édifices.

📝 Points essentiels

• Les volcans intra-plaque forment des alignements et leur âge augmente régulièrement, le volcan actif étant à l’extrémité la plus jeune.
• Les magmas issus du point chaud perforent la plaque lithosphérique qui dérive au-dessus, laissant une trace du déplacement.
• En utilisant l’alignement et l’âge des volcans, on détermine la direction et la vitesse de déplacement de la plaque au-dessus du point chaud.

📖 5. Géodésie spatiale et mesures satellitaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Mesures satellitaires : Méthode géodésique utilisant des satellites pour mesurer en continu la position de balises à la surface des plaques.
• Mouvements relatifs : Déplacements d’une plaque par rapport à une autre, déduits des trajectoires des balises sur les plaques.

📝 Points essentiels

• Les satellites mesurent longitude, latitude et altitude avec une précision inférieure au millimètre.
• On calcule des vitesses de déplacement absolu à partir des positions mesurées en continu.
• Les frontières peuvent montrer divergence, convergence ou coulissage selon le type de mouvement.

📖 6. Dorsales et rifts : marqueurs de divergence

🔑 Notions clés & Définitions

• Dorsales : Reliefs sous-marins positifs associés aux frontières divergentes, parcourant les océans et liés à un excès de chaleur.
• Rift : Vallée centrale d’une dorsale, découpée par des failles transverses qui décalent son axe.

📝 Points essentiels

• Les dorsales ont une longueur totale de 64 000 km et une hauteur moyenne d’environ 2500 m.
• Elles présentent un flux géothermique plus élevé qu’ailleurs et une activité sismique importante.
• Elles sont constituées de roches de croûte océanique : basaltes en surface et gabbros en profondeur.

📖 7. Fosses et arcs volcaniques : subduction

🔑 Notions clés & Définitions

• Subduction : Convergence où une plaque plonge sous une autre, associée à une fosse océanique et à une activité sismique importante.
• Fosse océanique : Dépression profonde longeant une frontière convergente, pouvant atteindre plusieurs kilomètres de profondeur.

📝 Points essentiels

• Les frontières convergentes sont toujours le siège d’une activité sismique importante.
• Cas océanique : fosse profonde jusqu’à 11 000 m (Mariannes) et volcans alignés parallèlement à la fosse (volcanisme explosif).
• Cas continental : hauts reliefs (Alpes, Himalaya) avec flux géothermique faible et roches granitiques, métamorphiques (gneiss) et sédimentaires marines.

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre anomalies magnétiques et volcanisme : les premières enregistrent le champ et les inversions, le second trace le déplacement via l’âge des volcans.
2. Croire que l’expansion océanique se fait au hasard : elle démarre à l’axe des dorsales, avec un âge qui augmente en s’éloignant.
3. Mélanger divergence et convergence : divergence correspond aux dorsales (rift, flux élevé), convergence correspond aux fosses/arcs ou aux reliefs continentaux (flux faible en collision).

✅ Checklist Examen

1. Expliquer comment les anomalies magnétiques sont liées aux inversions et pourquoi elles sont symétriques par rapport à la dorsale.
2. Décrire le lien entre âge du plancher océanique et expansion à partir de l’axe des dorsales, puis comment on en déduit la vitesse de divergence.
3. Interpréter les données de carottage Joides : symétrie, augmentation de l’âge avec la distance, et calcul de la vitesse de divergence.
4. Relier point chaud, alignements intra-plaque et croissance d’âge des volcans pour déterminer direction et vitesse de déplacement de la plaque.
5. Décrire ce que mesurent les satellites (position de balises) et comment on en déduit des vitesses et des mouvements relatifs (divergence, convergence, coulissage).
6. Caractériser une dorsale : longueur totale, hauteur moyenne, rift et failles transverses, flux géothermique élevé, roches (basaltes/gabbros) et sismicité.
7. Distinguer les deux types de frontières convergentes : océanique (fosse jusqu’à 11 000 m, arcs volcaniques explosifs, roches magmatiques) et continentale (Alpes/Himalaya, flux faible, roches granitiques/gneiss/sédiments)