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SVT PARTIE IB La Tectonique des plaques,

Histoire d’un modèle

Thème 1.

La Terre dans l’Univers, la vie et

l’évolution du vivant

Chapitre 1 La mobilité des continents, naissance

d’une idée

I -Naissance de la théorie de la dérive des continents et son rejetTP1

Au début du XXème siècle, cette conception fixiste est remise en cause; les premières idées évoquant la mobilité horizontale des continents apparaissent grâce notamment à Alfred Wegener.

A. Wegener

E. Suess

1883

1912

1930 1960 1990

La controverse : fixisme / mobilisme

Jusqu’au début du XXème siècle, les scientifiques attribuaient aux continents une position fixe à la surface de la Terre

Wegener propose la théorie de

« la dérive des continents »

« Un super continent, la Pangée, se serait fragmenté …

… et les masses continentales issues de la fragmentation dériveraient à la surface de la Terre depuis cette date »

Alfred Wegener émet l’hypothèse d’une mobilité horizontale des continents.

Quels sont les arguments en faveur

de la mobilité des continents ?

Arguments morphologiques

Arguments géologiques

Arguments paléoclimatiques

Arguments paléontologiques

Arguments morphologiques

Arguments géologiques

Arguments paléoclimatiques

Calottes glaciaires dansl’hémisphère sud

~ 220-300 Ma

Arguments paléontologiques

Bilan

LES CONTINENTS ONT DONC BIEN CHANGE

DE POSITION AU COURS DES TEMPS GEOLOGIQUES

COMMENT ? QUEL EN EST LE MOTEUR?

E. Suess

1883

A. Wegener

1912

A. Holmes

H. Jeffreys

1924

1928

1930 1960 1990

Le rejet de la dérive des continents…malgré des arguments convaincants !

Harold Jeffreys :« l’intensité des forces supposées est bien trop faible, la résistance du sima

bien trop forte pour permettre un déplacement appréciable des continents. »

E. Suess

1883

A. Wegener

1912

A. Holmes

H. Jeffreys

1924

1928

1930 1960 1990

Le rejet de la dérive des continents…par réticences au changement !

« Si nous croyons l'hypothèse de Wegener, nous devons oublier tout

ce que nous avons appris dans les soixante-dix dernières années et retourner sur

les bancs de l'école. »

(R. T. Chamberlin, « Some of the objection to Wegener's Theory »)

Le rejet de la théorie de Wegener Cette théorie de la dérive des continents est très débattue. Arguments en défaveur :- Absence de moteur : Wegener ne propose pas de mécanisme expliquant le déplacement horizontal de continents,- A l’époque la communauté scientifique pense que la quasi-totalité de la Terre est solide (études sismiques)Vers 1930, elle finit par être rejetée

BILAN

Fixisme contre Mobilisme

Arguments mobilistes Arguments fixistes

Complémentarités des côtes

Témoigne de la fracturation d’un super continent

Très approximative, surtout de part et d’autre de l’atlantique Nord

Similarité des fossiles sur différents continents

Expliquée par l’existence d’un supercontinent qui regroupe les continents

Expliquée par l’existence de ponts continentaux qui reliaient les continents

Mobilité horizontale des continents

Possible car les continentaux moins denses se déplacent sur un matériau plus denses

Impossible car la Terre est quasi entièrement solide et beaucoup trop rigide

Arguments mobilistes Arguments fixistes

Complémentarités des côtes

Témoigne de la fracturation d’un super continent

Très approximative, surtout de part et d’autre de l’atlantique Nord

Similarité des fossiles sur différents continents

Expliquée par l’existence d’un supercontinent qui regroupe les continents

Expliquée par l’existence de ponts continentaux qui reliaient les continents

Mobilité horizontale des continents

Possible car les continentaux moins denses se déplacent sur un matériau plus denses

Impossible car la Terre est quasi entièrement solide et beaucoup trop rigide

E. Suess

1883

A. Wegener

1912

A. Holmes

H. Jeffreys

1924

1928

1930 1960 1990

Le rejet de la dérive des continents…par réticences au changement !

« Si nous croyons l'hypothèse de Wegener, nous devons oublier tout

ce que nous avons appris dans les soixante-dix dernières années et retourner sur

les bancs de l'école. »

(R. T. Chamberlin, « Some of the objection to Wegener's Theory »)

Damien Jaujard - UPEC/IUFM de Créteil

II- Les apports de la sismologieet de l’étude des roches sur la structure du GT

Apports de la sismologie TP 2

Les séismes

– Séisme ou tremblement de terre se traduit en surface par des vibrations du sol.Il provient de la fracturation des roches en profondeur. Cette fracturation est due à une grande accumulation d’énergie qui se libère, en créant ou en faisant rejouer des failles, au moment où le seuil de rupture mécanique des roches est atteint.

– Hypocentre ou foyer :endroit précis où se produit le mouvement initial

– Épicentre :point situé en surface au-dessus (le plus près) du foyer

La propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales (provoque une déformation élastique)

Vibrations du sol

Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière

Qu’est-ce qu’une onde sismique ?

Causes des séismes naturels

• Impact (météorites)

• Éruption volcanique

• Tectonique : jeu de faille, mouvement de plaques...

• Présence de forces

• Accumulation d’énergie

• Mouvement brutal avec libération d’énergie

Séisme sur faille normale

• Le mouvement d ’une faille normale engendre un séisme

Escarpement de faille normale. Séisme de

Fuyun, Chine-Mongolie, M=8, 11 août 1931.

Les ondes sismiques

• Ondes de volume

– Onde longitudinale Onde de compression(Ondes P)• propagation dans milieux solides et liquides

– Onde transversale Onde de cisaillement (Ondes S)• propagation en milieu solide

• Ondes de surface

– Onde de Rayleigh

– Onde de Love

Sismogramme

• Le sismographe distant enregistre les ondes P, S et de surface. La coupe montre les trajectoires des ondes.

A = amplitude maximum

• La valeur de l ’amplitude maximum est utilisée pour la détermination de la magnitude

Transmission des ondes à travers le Globe

• Propagation des ondes

– vitesse : fonction de la nature et de la densité du milieu traversé

– P traverse liquide et solide ; S ne passe qu’à travers un solide.

• Les discontinuités internes du Globe

– sismique réflexion

– sismique réfraction

Milieu 1 : n1 = 1/d1

Milieu 2 : n2 = 1/d2

n2 < n1 ⇒ α2 > α1d2 > d1 et V2 > V1

n1.sin α1 = n2.sin α2

Milieu 1 : n1 = 1/d1

Milieu 2 : n2 = 1/d2

n2 > n1 ⇒ α2 < α1d2 < d1 et V2 < V1

n1.sin α1 = n2.sin α2

Station sismique

Onde directe

Onde réfléchie

Onde réfractée

Réplique

Foyer

L’onde S ne traverse pas cette frontière

Discontinuité de Gutenberg

Vitesse sismique en km/s2 4 6 8 10 12

Profondeur km

1000

2000

3000

4000

5000

6000

S P

Le manteau est solide

Le noyauexterne estliquide

L’onde P est fortement ralentie

Vitesse sismique en km/s2 4 6 8 10 12

Profondeur km

1000

2000

3000

4000

5000

6000

S PManteausolide

Noyauexterne liquide

Graine

solide

Accélération des ondes P

Présence des ondes S

Discontinuité de Lehman : limite noyau externe et noyau interne

La localisation du MOHO

Autres observations

Frontière Croûte - Manteau (+dense)

Nom : Moho ; profondeur variable (-9 à -70km)

Manteau

supérieur

Croûte

Manteau lithosphérique

LVZ

100

200

Vitesse des ondes P en km/s2 3 4 5 6 7 8

Profondeur en km

Asth

én

osp

hè

re

700 km

passage à une zone de moindre vitesse : LVZ

Limite lithosphère - asthénosphère

Augmentation vitesse des ondes P :

Diminution de la vitesse de propagation de P et de S vers -

150km

La structure interne du globe