une hypothèse ancienne longtemps rejetée par les
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Une hypothèse ancienne longtemps rejetée par les scientifiques
Des continents dérivants à la surface du globe
1
Des études sismiques à l’origine du rejet de cette théorie
2
Croute continentale et océanique
Manteau solide Noyau liquide
o 1912 Wegener. Hypothèse de la dérive des continents.
o 1923 Gutenberg. La terre est jusqu’au noyau solide, la dérive des continents impossible.
Une hypothèse ancienne longtemps rejetée par les scientifiques
Des continents dérivants à la surface du globe
1
Des études sismiques à l’origine du rejet de cette théorie
2
Une tentative intéressante d’explication 3
Croute continentale et océanique
Manteau solide Noyau liquide
o 1912 Wegener. Hypothèse de la dérive des continents.
o 1923 Gutenberg. La terre est jusqu’au noyau solide, la dérive des continents impossible. o 1929 Holmes. Des mouvements de convection du manteau à l’origine de la dérive.
Une donnée importante, utilisée par Wegener et éclairée par les connaissances actuelles
La mise en évidence des deux types de croûtes terrestres
Wegener : une distribution bimodale des altitudes
terrestres
30 Km
Croûte continentale
Croûte océanique
Manteau (péridotite)
Altitude moyenne + 100 m
Altitude moyenne -4500 m
6 Km
CC CO
CC = Croûte continentale (granite)
CO = Croûte océanique (basalte et
gabbro)
La naissance d’une théorie : La dérive des continents
L’hypothèse de l’expansion océanique
Le relief des fonds océaniques + le flux géothermique conduisent à l’hypothèse
d’une expansion océanique
Expansion océanique (Hess)
Mouvements de convection
L’apport du paléomagnétisme
L’hypothèse de Hess et les apports du paléomagnétisme
conduisent à valider l’hypothèse de l’expansion
des fonds océaniques
La distinction lithosphère-asthénosphère
La construction d’un modèle globale : la tectonique des plaques
La découverte des failles transformantes
Les points chauds vérifient le modèle
Dorsale
Courants de convection
Magmas
Remontée profonde
Lithosphère
Asthénosphère
Faille transformante
Points chauds
Zone de subduction
De la dérive des continents à la tectonique des plaques
Données géologiques Données géodésiques
Ages du fond des océans et confirmation de
l’expansion océanique
Mesures GPS et confirmation de la vitesse de
déplacements de plaques
Un modèle qui évolue
1000 2000 T° °C 0
80
160
240
Km
2,5
5
7,5
P (GPa)
péridotite
100%
liquide
péridotite :
liquide
+ solide
péridotite
100% solide
solidus
liquidus
Liquide
240
Pro
fon
deu
r (k
m)
160
80
1000
2000
3000
T°C 0
0
2,5
5
7,5
Pressio
n
(GPa)
Liquide
+
Solide
solide
Solidus Liquidus
cristaux liquide
T° de fusion de A T° de fusion de B
T° (°C)
Roche composée des minéraux
A+B = solide de
composition (A+B)
Solide de composition (B)
+ liquide de composition (A)
Liquide de composition
(A+B)
Magma de composition (A)
Roche de composition (A)
Fusion partielle : comment on obtient une roche de composition
différente de la roche source
Remontée
Refroidissement et cristallisation
Solidus sec de la péridotite
Géotherme de dorsale
Liquidus
zone de fusion
Liquide
240
Profondeur (km)
160
80
1000
2000
3000
T°C 0
0
2,5
5
7,5
Pression
(GPa)
Liquide
+
Solide
solide
Verre, microlithes et phénocristaux structure
hémicristalline
f
e
d
3: basalte issu de 2
a
b
c
1: péridotite source solide minéraux cristallisés)
minéraux a, b et c- structure holocristalline
4: péridotite résiduelle issue de 2
structure holocristalline
2: péridotite source en partie fondue
liquide magmatique entre cristaux
Résidu solide de
fusion partielle :
Péridotite résiduelle
appauvrie en certains
éléments chimiques =
Péridotite
lithosphérique
appauvrie
Roche source
= Péridotite
de
l’asthénosphè
re
Fusion partielle
(10-15%) par
décompression
adiabatique
Remontée
dans la
chambre
magmatique
Refroidissement
lent et en
profondeur
Refroidissement
rapide en
surface
Basalte
(structure
microlithique)
Gabbros
(structure
grenue) Liquide de
fusion
partielle :
Magma
Minéraux
résiduels non
fondus =Résidu
solide
La formation de lithosphère océanique
asthénosphère
Anomalie thermique sous la dorsale médio-atlantique La tomographie met en évidence des montées de matériaux chauds à diverses échelles. Par comparaison avec les gros dômes profonds, noter la faible profondeur de la zone chaude sous la dorsale médio-atlantique : le magmatisme correspondant est d'origine superficielle. La coupe selon la ligne est-ouest atteint une profondeur de 900 km. D'après «African hot spot volcanism : small scale convection in the upper mantle Beaneath cratons» King & Ritsema, Science, 290, 2000.
L : liquidus
S : solidus
1000 2000 T° °C 0
80
160
240
Km
2,5
5
7,5
P (Gpa)
2 : géotherme océanique moyen
1 : géotherme continental moyen
3 : géotherme sous une dorsale
Liquide
Liquide
+ solide
solide
S
L
1
2
3
Atlantique nord
Pacifique nord
Prof. (Km)
âge MA
6
5
4
3
0 40 80 120 160 200
Relation entre âge et bathymétrie du plancher océanique
Données géologiques Données géodésiques Données sismiques
Ages du fond des océans et confirmation de
l’expansion océanique
Mesures GPS et confirmation de la vitesse de
déplacements de plaques
Tomographie sismique et mise en évidence de la dynamique
de la lithosphère
Un modèle qui évolue
Plaque lithosphérique océanique
Plaque lithosphérique continentale
Mouvement ascendant de
l’asthénosphère
Zone d’accrétion production de lithosphère
océanique
Dorsale zone de divergence
Disparition de la lithosphère océanique
âgée
Mouvement descendant de la
lithosphère océanique
Zone de subduction zone de convergence
Manteau asthénosphérique
Expansion océanique
Le modèle de la tectonique des plaques
La dynamique de la lithosphère
