Découpage de la surface terrestre en plaques lithosphériques

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1 Découpage de la surface terrestre en plaques lithosphériques 4 e / Comment délimiter une plaque? Qu appelle-t-on une plaque? 1 e / Comment caractériser les couches superficielles du globe? Lexique : Plaque / lithosphère /asthénosphère / LVZ / croûte / manteau supérieur lithosphérique / Moho/ Matériel : SIG / Tectoglob, educarte, sismolog Catalogue sismicité et Excel Cellules piezoélectriques, pâte modeler, polystyrène, bois, audacity

2 Découpage de la surface terrestre en plaques lithosphériques 4 e / Ressources pour la classe de quatrième (eduscol) La répartition des séismes et du volcanisme est mise en relation avec des éléments du relief (fosses océaniques, dorsales, chaînes de montagne). Pour y parvenir, on utilisera avec profit des logiciels dédiés ou des informations publiées sur l Internet. La répartition des séismes et des volcans actifs permet de délimiter des plaques à la surface du globe. La limite lithosphère-asthénosphère est établie à partir du constat des variations de vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur. Dans cette approche, la distinction croûte manteau n est pas nécessaire puisqu'on ne s'intéresse qu'à l'unité mécanique de la plaque ; cela conduit à simplifier les schémas utilisés avec les élèves. L objectif de cette partie est de construire un premier modèle de la tectonique des plaques, modèle qui sera repris et enrichi au lycée en section scientifique.

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14 Dynamique des plaques lithosphériques Comment caractériser le mouvement des plaques lithosphériques? Quelles sont les manifestations de la dynamique des plaques lithosphériques? Plusieurs plans possibles : Une approche classique : des faits au modèle, exploitation et mise en relation des faits scientifiques. Cependant une approche historique est possible très tendance! (comment saiton ce que l on sait?) Matériel : SIG / Tectoglob, educarte, sismolog Barres aimantées, teslamètre, basalte, boussole Modèle analogique de contraintes

15 La mobilité horizontale de la lithosphère 1. La naissance d une idée Hypothèse de Wegener (1912) Arguments : Documents 5 et 7 Théorie mobiliste : dérive continentale Jeffreys (1925), fixiste, opposition farouche car nature des forces susceptibles de déplacer des continents?. LAB_wegener

16 La mobilité horizontale de la lithosphère 2. Mise en évidence de l expansion océanique La dualité altitudinale Document 6 Connaissances des fonds océaniques Document partiel 9 ou 18 (fonds océaniques) Exemple : coupe bathy avec SIG Superposition flux géothermique et relief Document 28 Anomalie thermique du plancher océanique D où l hypothèse de Hess (1962) qui admet la mise en place de croute océanique et l existence de courants de convection dans le manteau. Dorsale océanique manifestation d un courant convectif ascendant LAB_bathy_thermo

17 La mobilité horizontale de la lithosphère 2. Mise en évidence de l expansion océanique 2.2 Les apports du paléomagnétisme Fossilisation du champ magnétique terrestre dans basalte Document 15 Mise en évidence d anomalies magnétiques dans le plancher océanique Document 16 et 28 Mesures expérimentales et données de terrain Hypothèse de Vine et Matthews (1966) LAB_bathy_thermo

18 La mobilité horizontale de la lithosphère 3. Le mouvement des plaques 3.1 L apport de la géologie marine Étude de forages profonds dans les sédiments marins Documents 8, 18 et 22 JOIDES Resolution, carottes de sédiments, âge et épaisseur Évaluation vitesse d expansion LAB_joides

19 La mobilité horizontale de la lithosphère

20 La mobilité horizontale de la lithosphère 3. Le mouvement des plaques 3.2 L apport des GPS Mesures expérimentales de la dérive continentale Documents 11 et 12 Évaluation des vecteurs vitesse des balises entre deux plaques Mise en évidence et quantification de divergence, de convergence Avec SIG : tectoglob, educarte LAB_GPS

21 La mobilité horizontale de la lithosphère 3. Le mouvement des plaques 3.3 Etude des points chauds Mesures expérimentales de la dérive continentale Documents 13 et 14 Réinterprétation des points chauds dans le contexte du modèle de la tectonique des plaques Quantification du mouvement d une plaque par la datation absolue et par GPS Avec SIG : tectoglob, educarte LAB_PT_CHAUD

22 La mobilité horizontale de la lithosphère 3. Le mouvement des plaques 3.4 Les failles transformantes Mesures expérimentales de la dérive continentale Documents 9 et 10 Rotation de plaques peu déformables autour d un axe eulérien Apparition de failles transformantes pour accomoder le mouvement des plaques Activité pratique LAB_FAILLES_TRANSF

23 La mobilité horizontale de la lithosphère En 1967, Jason Morgan développe la première hypothèse «plaquiste». Il suppose que la lithosphère est découpée en une série de «blocs» parfaitement rigides, se déplaçant les uns par rapport aux autres sur l'asthénosphère. Comme ces mouvements de «blocs» se font sur une sphère (la Terre), le mouvement de chaque bloc peut être décrit par une simple rotation entre sa position initiale et sa position finale, rotation définie par un axe passant par le centre de la Terre (axe eulérien de rotation) et une vitesse angulaire. Une propriété essentielle est que les failles transformantes correspondent à des petits cercles centrés sur l axe eulérien, permettant d en déterminer la position.

24 La mobilité horizontale de la lithosphère 3. Le mouvement des plaques Le modèle en action

25 La mobilité horizontale de la lithosphère 3. Le mouvement des plaques La place de la modélisation des contraintes?

26 La convergence lithosphérique : la subduction Comment se caractérise une zone de convergence lithosphérique : la subduction? Mettre en évidence les caractéristiques géomorphologiques de la région du Japon Distinguez la croute terrestre du manteau sous jacent à l aide du document 2 Apporter un fait qui prouve la disparition de la lithosphère océanique en profondeur. Expliquer alors les données relatives au flux de chaleur Formulez une hypothèse sur les anomalies gravimétriques constatées

27 La convergence lithosphérique : la subduction Montrez à l aide d un des documents que la subduction est une zone de convergence entre deux plaques Construire à partir de l ensemble des documents, un schéma de synthèse qui intègre les indicateurs d une subduction : indicateurs topographiques, sismologiques, cinématiques et magmatiques

28 La convergence lithosphérique : la subduction

29 La convergence lithosphérique : la subduction LAB_SUBDUCTION

30 La convergence lithosphérique : la subduction

31 La convergence lithosphérique : la subduction

32 La convergence lithosphérique : la subduction

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