THEME 1 B La tectonique des plaques : l histoire d un modèle CHAPITRE 2 DE LA DERIVE DES CONTINENTS A L EXPANSION OCEANIQUE I. DE NOUVELLES OBSERVATIONS AU NIVEAU DES OCEANS Page 96 document 1 Il a fallu attendre les années 1950 pour connaitre avec précision la topographie du fond des océans. Les dorsales, longs reliefs sous-marins et les fosses océaniques sont les deux principaux reliefs du fond océanique. Sous les roches sédimentaires la croûte océanique est constituée de basalte. II. LE MAGNETISME DES ROCHES VOLCANIQUES Page 98 document 1 La Terre est entourée d un champ magnétique. Chapitre 2 L expansion océanique et la dérive des continents Page 1
Le champ magnétique terrestre Parmi les minéraux des roches basaltiques on trouve des cristaux de magnétites qui enregistrent les caractéristiques du champ magnétiques existant au moment de leur formation. Page 99 document 4 Un magnétomètre L étude du magnétisme de coulées de lave successives montre que les caractéristiques du champ magnétique présentent des anomalies. Dans certains coulées la polarité des cristaux de magnétite est orientée comme actuellement (le pôle «Nord» magnétique au pôle Nord géographique) alors que d autres ont une polarité inversée (le pôle «Nord» magnétique au pôle Sud géographique). Le champ magnétique terrestre a subit des inversions, il faut entre 1 000 et 8 000 ans pour que l inversion des pôles se fasse. En datant l âge des différentes coulées de lave, une échelle magnétostratigraphique a pu être construite. La dernière inversion (mise en évidence dans la coulée de lave de Laschamp dans le Puy de Dôme) date de 35 000 ans. Chapitre 2 L expansion océanique et la dérive des continents Page 2
500 III. LES ANOMALIES DU PALEOMAGNETISME DU PLANCHER OCEANIQUE Page 100 documents 1, 2 et 3 a b 1 3 a 2 120 60 0 60 120 4 3 2 1 0 1 2 3 4 b Km MA 1 : cartographie des anomalies magnétiques (anomalies positives en noir) 2 : profil magnétique mesuré (ab : valeur théorique du champ magnétique terrestre) Unité utilisée : le γ (gamma) alors que l unité du SI est le Tesla (1 T = 10 9 γ) 3 : iconographie réalisée à partir du profil magnétique calculé 4 : représentation 3D des anomalies magnétiques et leur rapport au manteau. 4 Manteau Origine de ces anomalies Sous les sédiments, la croûte océanique est constituée de basalte contenant des cristaux de magnétite ayant enregistré les caractéristiques du champ magnétique existant au moment de sa mise en place. Chapitre 2 L expansion océanique et la dérive des continents Page 3
Si l anomalie est positive (valeur du champ magnétique mesuré supérieur au champ magnétique théorique) c est que magnétisme des cristaux de magnétite a la même polarité que le champ magnétique actuel. Valeur du champ magnétique résultant Si l anomalie est négative (valeur du champ magnétique mesuré inférieur au champ magnétique théorique) c est que magnétisme des cristaux de magnétite a une polarité opposée à celle du champ magnétique actuel. Valeur du champ magnétique résultant Les anomalies sont symétriques de part et d autre de la dorsale. IV. INTERPRETATION DE LA REPARTITION DES ANOMALIES Cette observation confirme l hypothèse d Harry Hess. Page 97 document 4 Le basalte se met en place au niveau de la dorsale océanique puis s en éloigne de façon symétrique ce qui entraîne l expansion océanique et donc l écartement des continents bordant les océans. Connaissant l âge du basalte et sa distance par rapport à la dorsale on peut calculer la vitesse du déplacement de la plaque. Chapitre 2 L expansion océanique et la dérive des continents Page 4
http://svt.ac-rouen.fr/tice/rift/rift2.htm http://svt.ac-rouen.fr/tice/rift/rift4.htm V. LES ETUDES SISMIQUES Page 105 document 5 Vers 100 km de profondeur on constate une diminution de la vitesse des ondes sismiques dans les péridotites du manteau. Cette diminution de la vitesse est due à une diminution de la rigidité des péridotites conséquence de l augmentation de la vitesse en profondeur. Les péridotites sont devenues ductiles, ce changement s effectue vers 1 300 C. L isotherme 1 300 C marque la limite entre la lithosphère rigide en haut et l asthénosphère ductile en profondeur. Chapitre 2 L expansion océanique et la dérive des continents Page 5
VI. LES FOSSES OCEANIQUES Page 103 document 5 Utilisation de sismolog Au niveau des fosses océaniques les foyers des séismes se répartissent le long d un plan : le plan de Wadati-Benioff. Page 104 document 1 Si les ondes sismiques ont des durées de trajet différentes après avoir parcouru la même distance, c est qu elles ont traversé des milieux aux propriétés physiques différentes. Le foyer se trouve à 640 km de profondeur. Les ondes sismiques ont traversé essentiellement des péridotites. Les ondes sismiques se sont déplacées plus rapidement entre le foyer et la station des Tonga (en suivant le plan de Wadati-Benioff) qu entre le foyer et la station des Fidji. Entre le foyer et la station des Tonga les roches sont plus rigides (lithosphère océanique) qu entre le foyer la station des Fidji (essentiellement asthénosphère). Au niveau des fosses, la lithosphère océanique rigide et froide s enfonce dans l asthénosphère ductile et chaude et passe sous la lithosphère continentale. C est le phénomène de la subduction. Chapitre 2 L expansion océanique et la dérive des continents Page 6