Th1 : la Tectonique des plaques. L histoire d un modèle

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François Lavallée
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1 Th1 : la Tectonique des plaques L histoire d un modèle

2 Chap 2 : L étude des fonds océaniques et l apport de nouvelles données Introduction I- La 2 nde guerre mondiale, une «chance» pour relancer l idée d une mobilité horizontale des océans. II- L étude des fosses océaniques

3 Introduction

4 Mais d où vient le champ magnétique terrestre?

5 Le basalte : un enregistreur du champ magnétique

6 L échelle des anomalies magnétiques doc 3 p.98 le basalte acquiert une «mémoire magnétique», il enregistre la direction et le sens du champ magnétique terrestre au moment de son refroidissement. Doc 4 p.99 : Brunhes a observé que le champ magnétique «mémorisé» par certains basaltes est l inverse du champ actuel. Le champ magnétique peut s inverser.

7 Pendant le refroidissement de lave, qui donnera naissance à du basalte, certains minéraux (comme la magnétite) acquièrent une aimantation quand ils atteignent une certaine température (appelée température de Curie). Cette aimantation s oriente selon la direction du champ magnétique terrestre. Une anomalie magnétique positive enregistrée dans le basalte traduit le fait qu au moment de la formation du basalte le champ magnétique était identique à aujourd hui, une anomalie magnétique négative traduit un champ magnétique opposé à l actuel.

8 I- La 2 nde guerre mondiale, une «chance» pour relancer l idée d une mobilité horizontale des océans.

9 I- La 2 nde guerre mondiale, une «chance» pour relancer l idée d une mobilité horizontale des océans. Perturbation des champs magnétiques par les sous-marins métalliques -> cartographie des champs magnétiques des fonds océaniques 1945-> bandes faiblement magnétiques alternent avec des bandes fortement magnétiques surface zébrée

10 Bathymétrie : profils topographiques = carte des reliefs sous marins

11 forages : la température des 1ers kilomètres de la surface terrestre

12 Quelles nouvelles données (en partie militaire) ont permis de relancer l idée d une mobilité horizontale des océans dans les années 1960? TP 4

17 Profil topographique Atlantique Sud

18 Profil topographique Atlantique Sud Dorsale océanique : grande chaîne de montagne présente au fond des océans Plaines abyssales : grandes plaines au fond des océans situées de chaque coté de la dorsale Talus continentaux : pente qui fait le lien entre les continents et les plaines abyssales.

19 Flux géothermique

21 La quantité de chaleur dégagée au niveau de la dorsale est très importante et diminue progressivement quand on s en éloigne de chaque côté.

22 L a chaleur au niveau de la dorsale serait due à un mécanisme de convection dans le manteau.

23 Doc 4 p.97

24 Anomalies magnétiques

26 Symétrie des anomalies magnétiques de part et d autre de la dorsale. On retrouve la structure zébrée enregistrée par les bateaux militaires.

27 Doc 5 p.101

29 Act 5 : ex 5 p.111 question 3

30 Ce qu il faut retenir : : connaissance des reliefs sous-marins : topographie. Dorsale océanique : grande chaîne de montagne est présente au fond des océans Plaines abyssales : grandes plaines au fond des océans situées de chaque coté de la dorsale Talus continentaux : pentes qui font le lien entre les continents et les plaines abyssales. Fosses océaniques : dépressions sous-marine profondes en bordure de continents ou de certaines îles

31 - Forte quantité de chaleur (énergie thermique) se dégage au niveau de la dorsale.

32 1962 Hess théorie de l expansion océanique : remontée de matériel chaud en provenance du manteau à l aplomb des dorsales

33 - années 1950 : anomalies magnétiques disposées en bandes parallèles symétriquement par rapport à la dorsale. Anomalies = inversions du champ magnétique Basalte a une mémoire magnétique Disposition symétrique des anomalies du basalte confirmation de la théorie de l expansion océanique et calcul de la vitesse de création du plancher des océans.

34 Le modèle de l expansion océanique

35 Argument topographique Le modèle de l expansion océanique

36 Argument topographique Argument thermique Argument paléomagnétique Le modèle de l expansion océanique

37 Argument topographique Argument thermique Argument paléo magnétique Le modèle de l expansion océanique

38 II-L étude des fosses océaniques Quelles nouvelles connaissances a apporté l étude des fosses océaniques? TP 5 Atelier 1

39 En 1935, le sismologue japonais Wadati étudie la répartition des foyers sismiques au niveau de la fosse du Japon. En 1949, le sismologue américain Benioff continue l étude des répartitions des foyers sismiques au niveau des fosses mondiales. Ils observent que les profondeurs des foyers sismiques au niveau des fosses océaniques sont réparties selon un plan incliné (ce plan sera appelé le plan Wadati-Bénioff) Il faut attendre 1964 pour que 3 géologues américains, Jack Oliver, Bryan Isacks et Lynn Sykes, interprètent ces observations : au niveau des fosses océaniques de la lithosphère froide et cassante plonge dans de l asthénosphère. L asthénosphère est plus chaude et moins rigide que la lithosphère, elle peut se déformer sans casser.

40 Doc 4 p.105

41 Etape 3 : Sous la forme de votre choix présenter et traiter les données brutes pour qu'elles apportent les informations nécessaires à la résolution du problème.

42 Fosse océanique Profondeur (km)

43 Fosse océanique Foyers sismiques 500 Profondeur (km)

44 Croûte continentale Croûte océanique Fosse océanique Foyers sismiques 500 Profondeur (km)

45 Croûte continentale Croûte océanique Japon Fosse océanique Foyers sismiques 500 Profondeur (km)

46 Etape 4 : Exploiter les résultats afin d arriver à la même conclusion que Oliver, Isacks et Sykes.

48 En 1935, le sismologue japonais Wadati étudie la répartition des foyers sismiques au niveau de la fosse du Japon. En 1949, le sismologue américain Benioff continue l étude des répartitions des foyers sismiques au niveau des fosses mondiales. Ils observent que les profondeurs des foyers sismiques au niveau des fosses océaniques sont réparties selon un plan incliné (ce plan sera appelé le plan Wadati-Bénioff) Il faut attendre 1964 pour que 3 géologues américains, Jack Oliver, Bryan Isacks et Lynn Sykes, interprètent ces observations : au niveau des fosses océaniques de la lithosphère froide et cassante plonge dans de l asthénosphère. L asthénosphère est plus chaude et moins rigide que la lithosphère, elle peut se déformer sans casser.

49 Doc 4 p.105

50 Doc 4 p.105 Cassante Ductile

51 Doc 4 p.105 Cassante Ductile

52 Doc 4 p.105 Cassante Ductile

53 Croûte continentale Croûte océanique Japon Fosse océanique Foyers sismiques 500 Profondeur (km)

54 Croûte continentale Croûte océanique Japon Fosse océanique Matériau cassant Foyers sismiques Matériau ductile 500 Profondeur (km)

55 Je vois que des foyers de séisme ont lieu à plus de 100 km de profondeur et qu ils s alignent sur un plan incliné le long d une fosse océanique. Or, je sais que les foyers des séismes ne peuvent avoir lieu que dans du matériau cassant. J en conclus que le plan incliné est la trace de la lithosphère (matériau froid et cassant) qui plonge dans l asthénosphère (matériau plus chaud et ductile).

56 TP 5 Atelier 2

58 Act 5

59 Vitesse des ondes sismiques P et S en fonction de la profondeur en milieu océanique

60 Vitesse des ondes sismiques P et S en fonction de la profondeur en milieu océanique

61 Domaine continental Domaine océanique CROUTE 10 km CROUTE Moho 30 km Moho MANTEAU MANTEAU Structure des 150 km sous la surface terrestre

63 Bilan 1960 étude des séismes au niveau des fosses océaniques. Les séismes sont localisés le long d un plan incliné (le plan Wadatti- Benioff).

64 Bilan : 1960 étude des séismes au niveau des fosses océaniques. Les séismes sont localisés le long d un plan incliné (le plan Wadatti- Benioff). En 1967 : le plan incliné correspond à un morceau de matériel froid et rigide qui s enfonce dans le manteau (les ondes sismiques s y propagent plus rapidement) = lithosphère = croûte + une partie du manteau

65 Bilan : 1960 étude des séismes au niveau des fosses océaniques. Les séismes sont localisés le long d un plan incliné (le plan Wadatti- Benioff). En 1967 : le plan incliné correspond à un morceau de matériel froid et rigide qui s enfonce dans le manteau (les ondes sismiques s y propagent plus rapidement) = lithosphère = croûte + une partie du manteau Au niveau des fosses océaniques, la lithosphère océanique s enfonce dans de l asthénosphère, plus chaude et plus déformable : ce phénomène est appelée la subduction.

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