La tectonique des plaques Document 1 : La répartition des séismes et des volcans dans le monde Les séismes et les volcans se situent généralement aux mêmes endroits. On peut remarquer qu ils forment des lignes tout autour du globe. Ces lignes délimitent les plaques tectoniques. I. Le mouvement des plaques tectoniques Documents 2 et 3 : Vitesse et direction du mouvement des plaques tectoniques Les plaques tectoniques se déplacent de quelques centimètres par an dans des directions différentes. II. Structure des plaques tectoniques en profondeur Document 4 : Découverte de la structure de plaques La Terre est composée de plusieurs enveloppes. Celle qui se situe le plus à l extérieur s appelle la croûte. Il existe deux types de croûte : - La croûte océanique qui se situe sous les océans. Elle est constituée d une roche volcanique appelée «basalte». - La croûte continentale est la croûte qui compose les continents. C est sur cette enveloppe que nous marchons. Elle est principalement composée d une roche appelée «granite». Sous la croûte se trouve une autre enveloppe appelée «manteau lithosphérique». Elle est composée d une roche appelée «péridotite». Les plaques tectoniques sont composées de la croûte et du manteau lithosphérique. Elles sont composées de roches dures et peuvent donc casser lorsque les plaques bougent. Ce sont ces cassures qui sont à l origine des séismes. Plaque tectonique Croûte (continentale ou océanique) Manteau lithosphérique Sous les plaques tectoniques se trouve une enveloppe appelée «asthénosphère». L asthénosphère est composée de roches molles. Cette enveloppe joue donc le rôle de «tapis roulant» pour les plaques qui glissent dessus.
III. Les conséquences des mouvements des plaques A. Ecartement des continents et formation des océans Une chaîne de volcan traverse les océans : c est la dorsale océanique. De plus, le fond des océans (la croûte océanique) est formé de roches volcaniques. On peut donc supposer que ce sont les volcans de la dorsale qui forment le plancher océanique lorsque 2 continents s écartent. Document 5 : Formation de la croûte océanique Correction : Les basaltes les plus récents se situent au centre de l océan Atlantique, au niveau de la dorsale océanique. Au contraire, les basaltes les plus anciens se situent en bordure des continents. La dorsale océanique étant composée de volcans, on peut en déduire que la croûte océanique est formée par la dorsale. Au fur et à mesure que les plaques s écartent, le «vide» est comblé par le basalte qui sort des volcans. Ce document nous permet donc de reconstituer l histoire de l océan Atlantique : celui-ci a commencé à se former il y a environ 210 millions d années (âge des plus vieux basaltes) et continue de s agrandir de nos jours. Les océans apparaissent lorsqu une plaque continentale se fissure. Une dorsale composée de multiples volcans se met en place dans la fissure. La roche volcanique produite par les volcans comble l écartement entre les deux plaques : de la croûte océanique apparaît, ce qui fait progressivement naître un océan. Cet océan grandit tant que les plaques s écartent.
B. Rapprochement des continents et fermeture des océans Document 6 : Position des foyers de séismes sous l Amérique du Sud Correction : On peut remarquer que les foyers des séismes sont de plus en plus profonds en allant de l ouest vers l est. Les plus profonds se situent à plus de 500 km de profondeur. Or, nous savons que les plaques tectoniques ne font pas plus de 150 km d épaisseur et qu il ne peut pas y avoir de séisme dans l asthénosphère (car les roches sont molles). On peut en déduire que la plaque océanique passe sous la plaque continentale et s enfonce dans l asthénosphère. Il est maintenant possible de placer les plaques océaniques et continentales sur le document : Légende : Plaque continentale Plaque océanique Asthénosphère Lorsqu une plaque océanique se rapproche d une plaque continentale, la plaque océanique passe sous la plaque continentale et s enfonce dans l asthénosphère : c est la subduction. C est toujours la plaque océanique qui s enfonce sous la plaque continentale car les plaques océaniques sont plus denses que les plaques continentales. La densité est un nombre qui indique la masse d un matériau par rapport à son volume. Ainsi, un cube de plomb est plus lourd qu un cube de polystyrène de même volume (c'est-à-dire de même taille). On dit que le plomb est plus dense que le polystyrène. Ici, si on prenait un «cube de croûte océanique» et un «cube de croûte continentale» de même volume, le cube de croûte océanique serait le plus lourd. C. Collision et formation des montagnes Lorsque deux plaques continentales se rapprochent, elles entrent en collision. Les plaques continentales se déforment : les roches plient et cassent. Ces déformations sont à l origine de la formation des montagnes.
Schéma bilan : 1 Dorsale océanique Légende : Plaque continentale 2 Plaque océanique Asthénosphère 3 4 5
6 1 2 3 4 5 6 La plaque continentale commence à se séparer en deux. Les deux parties s éloignent l une de l autre et un fossé apparaît au milieu car la plaque se déchire. Des volcans apparaissent dans le fossé : une dorsale océanique apparaît. La plaque continentale est maintenant déchirée en deux parties. Au centre, de la plaque océanique est apparue, formée par les roches volcaniques produites par les volcans de la dorsale. Un océan naît puis s agrandit. L océan continue de s agrandir tant que les deux plaques s écartent. Les deux plaques commencent à se rapprocher. L océan rétrécit car de la plaque océanique disparaît : elle passe sous la plaque continentale et s enfonce dans l asthénosphère. C est la subduction. Toute la croûte océanique a disparu. Il n y a donc plus d océan. Les deux plaques continentales se «rentrent dedans» : on dit qu elles entrent en collision. Sous l effet du choc, les deux plaques se déforment : des montagnes apparaissent. Le choc peut durer plusieurs millions d années. Tant que les deux plaques sont en mouvement, la montagne continue de grandir.
Document 1 Répartition mondiale des séismes et des volcans
Document 2 Identifiez les mouvements de chacune des plaques Pour cela : Lire le texte ci-dessous. Tracer une flèche sur chaque plaque pour indiquer sa vitesse et sa direction de mouvement : - Chaque flèche doit partir approximativement du centre de chaque plaque - La flèche doit être orientée dans la bonne direction grâce à la rose des vents indiquant les points cardinaux. - La longueur de la flèche dépend de la vitesse de déplacement : 3mm de longueur pour une vitesse de 1cm/an. Il est possible de mettre en évidence de façon très précise les mouvements des plaques lithosphériques en utilisant les outils GPS. Le principe est simple. Un point est matérialisé par une broche métallique enfoncée dans un affleurement rocheux. Il est ensuite possible de placer l'antenne GPS exactement au centre du repère. La mesure GPS de la position de l'antenne fournit alors la position du repère. Il suffit de mesurer à nouveau la position de ce repère quelques temps après pour détecter un déplacement et en déduire une vitesse. Résultats apportés par les données GPS Mouvements des 12 plaques 1 PACIFIQUE 2 EURASIE 3 AFRIQUE 4 ANTARCTIQUE 5 6 7 INDE- AUSTRALIE AMERIQUE DU NORD AMERIQUE DU SUD 8 NAZCA 9 PHILIPPINE 10 ARABIE 11 COCO 12 CARAIBE 10 cm/an vers le N- W 1 cm/an vers l'e 2 cm/an vers le N Tourne sur elle même 7 cm/an vers le N 1 cm/an vers l'w 1 cm/an vers le N 7 cm/an vers l'e 8 cm/an vers l'w 3 cm/an vers le N-E 5 cm/an vers le N-E 1 cm/an vers len-e
Document 3 Original : 6 2 9 1 11 8 12 7 3 10 5 4 Correction : 6 2 9 1 11 8 12 7 3 10 5 4
Document 4 Exercice : Déterminons la structure verticale des plaques 1. De quelle façon les scientifiques peuvent-ils connaître la structure du globe? (document a) 2. Quelle est la vitesse des ondes sismiques dans la croûte continentale? Il faut donner le minimum et le maximum. (document c) 3. Quelle est le nom des roches qui composent la croûte continentale? (document b + réponse précédente) 4. Quelle est la vitesse des ondes sismiques dans le manteau? Il faut donner le minimum et le maximum. (document c) 5. Quelle est le nom des roches qui composent le manteau? (document b + réponse précédente) 6. Sachant que dans la croûte océanique, les ondes sismiques se déplacent à une vitesse comprise entre 6,5 et 7,6 km/s, déterminez la composition de la croûte océanique. 7. Nous savons que les plaques tectoniques sont rigides. D après les documents ci-dessus, quelle est leur épaisseur et leur composition?
Document 5 p.1 Exercice : Vérifiez que la croûte océanique est bien produite par les lignes de volcans séparant les continents 1. Décrivez la carte présentée dans le document 1. (s informer / communiquer) Pour cela : - Indiquez les informations que fournit cette carte. - Indiquez l âge des basaltes les plus récents et l âge des basaltes les plus anciens - Précisez la répartition des basaltes en fonction de leur âge. Critères de réussite : - Vous avez bien présenté le document. - Vous avez extrait du document toutes les informations utiles. - Votre réponse est formulée sous forme de phrases complètes et grammaticalement correctes. 2. Expliquez la répartition du basalte en fonction de son âge. (raisonner) Pour cela : - Mettez en relation la position des basaltes les plus récents avec la position de la ligne de volcans séparant les deux continents. - Déduisez-en d où provient le basalte de la croûte océanique. - Expliquez que les plus vieux basaltes se trouvent en bordure de l océan. Critères de réussite : - Votre raisonnement est correct. - Votre réponse est formulée sous forme de phrases complètes et grammaticalement correctes. - Votre réponse comprend au moins une phrase explicative (dont les deux parties sont articulées par un connecteur logique). 3. Déterminez l âge approximatif du début de la séparation de l Afrique et de l Amérique du Sud. (raisonner) Pour cela : - Déterminez quel est l âge de la croûte océanique la plus ancienne séparant l Afrique et l Amérique du Sud. - Déduisez-en quand l Afrique et l Amérique du Sud ont commencé à se séparer. Critères de réussite : - Votre raisonnement est correct. - Votre réponse est formulée sous forme de phrases complètes et grammaticalement correctes. - Votre réponse comprend au moins une phrase explicative (dont les deux parties sont articulées par un connecteur logique).
Document 5 p.2 Document 1 : Carte des âges des fonds océaniques de l Atlantique Légende : Plateau continental qui prolonge les continents sous la mer Age des basaltes (en millions d années) : Actuel -2 à -25 Ma -26 à -65 Ma -66 à -100 Ma -101 à -140 Ma 5000 km -141 à -210 Ma
Document 6 Exercice : Expliquer ce que deviennent les plaques lorsqu elles se rapprochent Document 1 : Sismicité de l Amérique du Sud entre 1975 et 1995 Document 2 : Répartition des foyers des séismes selon la coupe xy x y 1. Quelles informations nous apporte le document 2? 2. Dessinez les plaques tectoniques sur le document 2. Conseils : - Regardez dans votre cours l épaisseur moyenne des plaques tectoniques. - Rappelez-vous que seules les roches rigides peuvent casser. Réfléchissez à ce que représente la ligne de séismes sur le document 2.