cours de préparation à l'aggrégation svt - tectonique des plaques

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Page 1: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques
Page 2: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

La tectonique des La tectonique des plaques ?plaques ?

Page 3: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

 

 

De quand date la tectonique De quand date la tectonique des plaques ?des plaques ?

Page 4: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Objectifs du coursObjectifs du cours• Identifier les observations décisives• Retracer le cheminement historique• Définir les éléments de la théorie• Discuter l’évolution des modèles

 

 

19201920 19601960 19701970

Page 5: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Histoire d’une théorieHistoire d’une théorie

• La dérive des continents (1930)• La convection (1930)• Paléomagnétisme (1950)• Expansion des fonds océaniques (1960)• Magnétisme des fonds océaniques• Sismologie• Tectonique des plaques(1970)• Mesures instantanées (1990)

Page 6: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

La dérive des continentsLa dérive des continents

Page 7: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

La dérive des continents

Symmétrie des côtesSymmétrie des côtes

Page 8: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

La dérive des continents

Distribution des espècesDistribution des espèces

Les observations

Page 9: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

La dérive des continents

Distribution des espècesDistribution des espèces

Page 10: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

La dérive des continents

Relations pétrologiques et structuralesRelations pétrologiques et structurales

Page 11: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

La dérive des continents

Mouvements latérauxMouvements latéraux

Page 12: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

La dérive des continents

Climat passéClimat passé

Page 13: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

• Isostasie : les roches océaniques sont différentes des roches continentales

• Les continents (sial) dérivent sur le manteau (sima)

• Forces motrices : isostasie sur un ellipsoïde et marées

La dérive des continents

Les mécanismesLe modèle de Wegener (1920)Le modèle de Wegener (1920)

Page 14: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

La dérive des continents

La convection de Holmes (1930)La convection de Holmes (1930)

Page 15: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

APW : hypothèse du dipôle terrestre

tg (Incl) = 2 cotg (colat)

La dérive des continents

Les “preuves”Principes du paléomagnétismePrincipes du paléomagnétisme

Page 16: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Age N. Amé

Europe

Tertiaire S 87,140 80,157

Tertiaire I 85,197 75,151

Crétacé 64,187 86,0

Jurassique 76,142 36,50

Trias 62,100 45,143

Permien 46,117 45,160

La dérive des continents

Dérive des pôles (1955)Dérive des pôles (1955)

Page 17: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

L’expansion des fonds L’expansion des fonds océaniquesocéaniques

Page 18: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

L’expansion des fonds océaniques

Topographie et âgeDistribution hypsométriqueDistribution hypsométrique

Page 19: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

L’expansion des fonds océaniques

Distribution des âgesDistribution des âges

Page 20: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

L’expansion des fonds océaniques

Distribution des seïsmes : des zones localiséesDistribution des seïsmes : des zones localisées

Page 21: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

L’expansion des fonds océaniques

Séismes profonds : Séismes profonds : “plans” de Wadati-“plans” de Wadati-

BénioffBénioff

Page 22: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Failles transformantesConcept de Wilson Concept de Wilson

(1965)(1965)

L’expansion des fonds océaniques

Page 23: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Les différents types de failles transformantesLes différents types de failles transformantes

L’expansion des fonds océaniques

Page 24: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

L’expansion des fonds océaniques

Les mécanismes au Les mécanismes au foyerfoyer

Page 25: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

L’expansion des fonds océaniques

Page 26: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

L’expansion des fonds océaniques

Magnétisme des fonds océaniquesDes anomalies mesurablesDes anomalies mesurables

Page 27: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

L’expansion des fonds océaniques

Un modèle pour leur origineUn modèle pour leur origine

Page 28: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

La théorieLa théorie

Page 29: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

• Bloc crustal indéformable (élastique) = lithosphère

• Se déforme uniquement à ses frontières• Changement de forme : rides et subduction• Conservative : failles transformantes

La théorie Plaques et frontières de plaquesConcept de plaque (Morgan, 1968)Concept de plaque (Morgan, 1968)

Page 30: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Plaques

Théorème d’Eulergéométrie

Vitesses en tout point

Géométrie des frontières

Évolution Des frontières

HypothèseHypothèse

Règles géométriquesLe modèle géométriqueLe modèle géométrique : Le théorème d’Euler: Le théorème d’Euler

PrédictionsPrédictions

La théorie

Page 31: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Tout déplacement d’un bloc Tout déplacement d’un bloc rigide sur une sphère rigide sur une sphère

= = rotation autour d’un axe rotation autour d’un axe

(vitesse angulaire (vitesse angulaire ))

On peut prédire la vitesse en On peut prédire la vitesse en tout point à partir de 2 tout point à partir de 2

paramètres :paramètres : * Coordonnées du pôle* Coordonnées du pôle

* Vitesse angulaire* Vitesse angulaire

Le pôle de la rotation Le pôle de la rotation

(pôle d’Euler)(pôle d’Euler)

La théorie Le théorème d’EulerLe théorème d’Euler

Page 32: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Théorème d’Euler : Failles transformantes = Petits cercles dont le centre est sur l’axe du pôle d’Euler

Université de Liège

Comment trouver ces pôles ?Comment trouver ces pôles ? Utiliser les failles transformantes pour déterminer la position des pôles d’Euler

Faille Faille

transformantetransformante

pôle pôle

d’Eulerd’Euler

La théorie

Page 33: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

UtiliserUtiliser (i) les anomalies (i) les anomalies

magnétiques magnétiques

(ii) la position du pôle (ii) la position du pôle

d’Eulerd’Euler on détermine la vitesse angulaireon détermine la vitesse angulaire

V V ==.d.d

dd

VV

Comment déterminer la vitesse angulaire ?Comment déterminer la vitesse angulaire ?

La théorie

Page 34: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Chaîne de l’Empereur (Hawaii)Chaîne de l’Empereur (Hawaii)

Mesurer des vitessesMesurer des vitesses

Points chauds = panaches profonds Points chauds = panaches profonds

Les points chauds

La théorie

Page 35: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Identifier les points chauds Identifier les points chauds un reférentiel un reférentiel absoluabsolu

La théorie

Page 36: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Quelles prédictions permet la théorie ?

Les vitesses en tout point (modèle NUVEL-1)Les vitesses en tout point (modèle NUVEL-1)

pôle d’Euler Antarctiquepôle d’Euler Antarctique

La théorie

Page 37: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Les vitesses en tout pointLes vitesses en tout point

La théorie

Page 38: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Evolution d’une jonction tripleEvolution d’une jonction triple

La théorie

Page 39: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Stabilité des jonctions triples

La théorie

Page 40: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Réflexions sur le Réflexions sur le modèlemodèle

Page 41: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Réflexions sur le modèle

GPS : PrincipesGPS : Principes

Confrontations aux mesures instantannées

Page 42: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Réflexions sur le modèle

Application à la CalifornieApplication à la Californie

Page 43: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Réflexions sur le modèle

Redéfinitions des frontières de plaquesRedéfinitions des frontières de plaques

Page 44: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Réflexions sur le modèle

Plaques et panachesPlaques et panaches

Tectonique des plaques et convection

Page 45: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Depuis quand « existe » la Depuis quand « existe » la tectonique des plaques?tectonique des plaques?

Réflexions sur le modèle

Page 46: Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

Et sur les autres Et sur les autres planètes?planètes?

Réflexions sur le modèle