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Les plaques en mouvement

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Objectif(s)

Les données GPS montrent que les plaques lithosphériques sont mobiles : certaines se rapprochent, d’autres s’écartent.
Les frontières de plaques correspondent aux dorsales et aux fosses océaniques.
• À quel type de mouvement associe-t-on une dorsale océanique ? Une fosse océanique ?
• Quelles sont les conséquences des mouvements des plaques pour notre planète ?

Les plaques sont mobiles les unes par rapport aux autres et leurs mouvements transforment la surface du globe.
À raison de quelques centimètres par an, les plaques s’écartent et se forment dans l’axe des dorsales.
Elles se rapprochent et s’enfouissent au niveau des fosses océaniques.
La collision des continents engendre des déformations et aboutit à la formation de chaînes de montagnes.

1. Les mouvements de plaques au niveau des dorsales océaniques : exemple de la dorsale Atlantique

Doc. 1 : Âge des fonds océaniques (Atlantique).

Si l'on étudie l’âge des roches constituant les fonds de l’océan Atlantique, on constate que les roches les plus jeunes (en rouge) se trouvent au niveau de l’axe de la dorsale alors que les plus anciennes (de vert à bleu) sont proches des continents et donc très éloignées de l’axe de la dorsale. On peut aussi remarquer qu’il existe une symétrie dans cette répartition de part et d’autre de la dorsale.
→ D’après cette répartition, on peut supposer que les plaques, donc la lithosphère, se forment au niveau de la dorsale (Atlantique).

Ceci est confirmé par le fait qu’il existe une activité volcanique de type effusif dans l’axe des dorsales : on y observe, en effet, des émissions de lave fluide basaltique qui, en se refroidissant au contact de l’eau, prennent la forme de coussins de lave appelés (en anglais) « pillow-lavas ».

Doc. 2 : Formation d'une dorsale.

Ainsi, on peut en conclure que la dorsale atlantique est une zone d’écartement de plaques (Africaine & Amérique du Sud par exemple) et de création de lithosphère (donc de plaque tectonique) :
- dans l’axe de la dorsale, le magma fluide remonte, créant finalement de la nouvelle lithosphère.
- les roches nouvelles qui arrivent dans l’axe de la dorsale vont alors pousser les plus anciennes, déjà en place, ce qui agrandit petit à petit le plancher de l’océan.

Remarque
On peut comparer le fonctionnement d’une dorsale à un tapis-roulant puisque les nouvelles roches vont pousser les anciennes et non pas se superposer. Ainsi, un océan s’agrandit alors que 2 continents vont s’éloigner.
Étant donné que tous les océans communiquent entre eux, la mer envahit le plancher océanique au fur et à mesure qu’il se crée.

Conclusion
Au niveau des dorsales, de la lithosphère océanique se crée, ce qui modifie le « visage de la Terre » : un océan se forme et s’agrandit.
Les dorsales sont donc associées au mouvement d’écartement appelé également mouvement de divergence.

2. Les mouvements des plaques au niveau des fosses océaniques : exemple de la fosse du Pérou

« Géographiquement », la fosse du Pérou est la frontière entre les plaques de Nazca et Amérique du Sud. Ainsi, le côté ouest de l’Amérique du Sud présente les reliefs suivants : la fosse océanique et des montagnes avec la cordillère des Andes dont plusieurs sommets sont des volcans.

Un logiciel de sismologie permet d’afficher les foyers des séismes entre ces deux plaques lithosphériques (voir doc. 3).

Doc. 3 : Foyers sismiques au niveau de la fosse du Pérou.

On réalise ensuite la coupe AB permettant de visualiser la répartition des foyers sismiques en profondeur (voir doc. 4).

Doc. 4 : Répartition en profondeur des foyers sismiques selon la coupe AB.

D’après le doc. 4, on peut constater que les foyers sismiques ne sont pas répartis au hasard au niveau de la fosse océanique. En effet, ils sont disposés sur un (même) plan incliné (direction NO-SE) : ce plan commence donc au niveau de la fosse océanique et se poursuit sous la chaîne de montagnes.
Ces séismes se trouvent au contact des deux plaques tectoniques qui subissent donc un mouvement de rapprochement : la plaque de Nazca d’origine océanique passe sous la plaque sud-américaine d’origine continentale et plonge dans l’asthénosphère.
De la lithosphère océanique disparaît donc au niveau de cette fosse (doc. 5).

Doc. 5 : Schéma d'interprétation.

Conclusion
Au niveau d’une fosse océanique, de la lithosphère océanique disparaît, ce qui modifie le « visage de la Terre » : un océan se ferme et disparaît.
Les fosses océaniques sont associées au mouvement de rapprochement appelé aussi mouvement de convergence.
Enfin, au niveau d’une fosse océanique, une plaque lithosphérique d’origine océanique passe sous une plaque d’origine continentale et plonge dans l’asthénosphère : ce phénomène s’appelle la subduction.

3. Le rapprochement des continents

a. Exemple de la formation de l'Himalaya

L’Himalaya est une chaîne de montagnes située à la limite de deux plaques tectoniques qui sont la plaque indienne et la plaque eurasiatique.

Il y a 70 millions d’années (Ma), l’Inde et l’Asie étaient séparées par l’océan Téthys. La lithosphère océanique correspondant à cet océan a disparu car la plaque indienne s’est rapprochée de la plaque eurasiatique au cours du temps.

Lorsque ces 2 plaques se sont « touchées », elles sont entrées en collision : elles se sont, par conséquent, « écrasées » l’un contre l’autre et ont formé une chaîne de montagnes, l’Himalaya.

Ces montagnes grandissent encore actuellement : ces régions sont géologiquement actives (séismes enregistrés par exemple), témoignant des mouvements de ces plaques.

Remarque
Lorsque deux continents se rencontrent, il n’y a pas de subduction car leurs densités sont identiques, il n’y en a pas un qui peut passer sous l’autre. Ils vont donc s’affronter.

b. Des traces témoignant de la collision des continents

Dans les chaînes de montagnes comme l’Himalaya, on peut observer des déformations cassantes, les failles, et des déformations souples, les plis. Ces déformations témoignent de forces de compression dues à la collision de deux lithosphères continentales (ici, l’inde et l’Eurasie).

Doc 6 : Exemple de faille.

Doc 7 : Exemple de pli.

On peut également observer des traces témoignant de la présence passée d’un océan dans les roches des montagnes : fossiles marins (animaux ou végétaux), basaltes en coussins, ophiolites…

Doc 8 : Chevauchements de la chaîne de l'Himalaya.

Conclusion
Lorsque deux lithosphères continentales s’affrontent dans les zones de rapprochement de plaques, les masses continentales se déforment et entraînent la formation d’une chaîne de montagnes : il y a COLLISION entre ces 2 masses.
Au niveau des terrains, on peut observer des traces dues aux fortes pressions qui s’exercent sur les terrains lors de cette collision (failles, plis).

L'essentiel

► Les plaques tectoniques se forment et s’écartent au niveau des dorsales océaniques alors qu’elles se rapprochent et disparaissent au niveau des fosses océaniques.

► Ces mouvements de plaques se font sur des millions d’années. Ainsi, dans les zones de divergence (ou écartement) des océans se créent alors qu’ils se ferment et disparaissent dans les zones de convergence (rapprochement).

► Les zones de rapprochement sont également le siège de l’affrontement de (deux) masses continentales. Celles-ci entrent en collision et entraînent alors la formation d’une chaîne de montagnes.

Le « visage de la Terre » se trouve ainsi transformé au cours du temps par ces mouvements de plaques tectoniques.

Doc. 9 : Schéma bilan des mouvements des plaques tectoniques.

Remarque
Étant donné que le « volume » de la Terre reste le même au cours des temps géologiques, c’est la répartition des continents et des océans qui changent. Si de la lithosphère océanique est créée en un point du globe, alors cela implique qu’en un autre lieu, de la lithosphère océanique disparaît…

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