103
Prochains cours 23 avril, de 10:00 à 13:00 : cours sur le climat (1 classe inversée, 1 classe traditionnelle) 7 mai de 10:00 à 11:30 : préparation à l’examen

Cours 6 : Tectonique des plaques

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Cours 6 : Tectonique des plaques

Prochains cours23 avril, de 10:00 à 13:00 : cours sur le climat (1 classe inversée, 1 classe traditionnelle)

7 mai de 10:00 à 11:30 : préparation à l’examen

Page 2: Cours 6 : Tectonique des plaques

Dossier scientifique :Vidéo en ligne le 6 avril

QCM en ligne : semaine du 20 avril (créneau de 5h encore en

discussion)

Dossier scientifique :Vidéo en ligne le 6 avril

QCM en ligne : semaine du 20 avril (créneau de 5h encore en

discussion)

Page 3: Cours 6 : Tectonique des plaques

Continents et fonds océaniquesPartie 1 : La tectonique des plaques

Page 4: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 5: Cours 6 : Tectonique des plaques

Le Quizz d’entréeLe Quizz d’entrée

Page 6: Cours 6 : Tectonique des plaques

Quelle observation a été utilisée pour démontrer la dérive des continents ?

A. Les fossiles

B. La concordance des côtes

C. Le paléomagnétisme des roches continentales

D. Les traces d’anciens glaciers

Page 7: Cours 6 : Tectonique des plaques

La dérive des continents pour Wegener est

A. Une hypothèse

B. Une théorie

C. Un modèle

D. Un postulat

Page 8: Cours 6 : Tectonique des plaques

A quelle question tentaient de répondre les géologues à l’aube des années 60 ?

A. Comment les continents bougent-ils ?

B. Pourquoi les roches vieilles sont en altitude ?

C. Pourquoi les fonds marins sont-ils en expansion ?

D. Y-a-t’il des séismes en dessous de 600km ?

Page 9: Cours 6 : Tectonique des plaques

Les anomalies magnétiques des fonds océaniques représentent

A. Un champ magnétique contenu dans les roches

B. Des variations latérales du champ dans le noyau

C. Des inversions périodiques du champ terrestre

D. Des vitesses de production de croûte océanique variables

Page 10: Cours 6 : Tectonique des plaques

Les chaînes de montagnes sont

A. Des limites de plaques

B. Des limites de plaques diffuses

C. Ne sont pas explicables par la tectonique des plaques

Page 11: Cours 6 : Tectonique des plaques

Le pôle d’Euler est

A. Le pôle de rotation de la Terre

B. L’intersection de la surface terrestre avec l’axe de rotation de la Terre

C. L’intersection de la surface terrestre avec l’axe de rotation de la plaque

Page 12: Cours 6 : Tectonique des plaques

On peut calculer la vitesse angulaire

A. Si on connaît le pôle d’Euler

B. Si on connaît la vitesse linéaire

C. Si on connaît les deux

D. Si on dispose de mesures GPS de la vitesse linéaire

Page 13: Cours 6 : Tectonique des plaques

L’origine des mouvements de surface se situe

A. Dans le noyau

B. Dans le manteau

C. Dans la lithosphère

D. Dans les zones de subduction

Page 14: Cours 6 : Tectonique des plaques

La viscosité du manteau dépend

A. De la profondeur

B. De la pression

C. De la température

D. Des contraintes

E. De la quantité d’eau dans les roches

F. De rien de tout ça

Page 15: Cours 6 : Tectonique des plaques

Faire des équipes et vous

regrouper

Faire des équipes et vous

regrouper

Page 16: Cours 6 : Tectonique des plaques

Je réponds à vos questions

Je réponds à vos questions

Page 17: Cours 6 : Tectonique des plaques

Le Big QuizzLe Big Quizz

Page 18: Cours 6 : Tectonique des plaques

Question

A. Réponse 1

B. Réponse 2

C. Réponse 3

D. Réponse 4

E. Réponse 5

Page 19: Cours 6 : Tectonique des plaques

Expliquer « faille transformante » -

Quizz

Expliquer « faille transformante » -

Quizz

Page 20: Cours 6 : Tectonique des plaques

Quizz

Quel est le sens de déplacement de ces failles transformantes ?

a. b.

Dorsale

Dorsale Dorsale Subduction

Page 21: Cours 6 : Tectonique des plaques

Quizz

Quel est le sens de déplacement de ces failles transformantes ?

c. d.

SubductionSubduction

Subduction Dorsale

Page 22: Cours 6 : Tectonique des plaques

Quizz

Page 23: Cours 6 : Tectonique des plaques

Quizz

Quel est le sens de déplacement de ces failles transformantes ?

a. b.

Page 24: Cours 6 : Tectonique des plaques

Quizz

Quel est le sens de déplacement de ces failles transformantes ?

c. d.

Page 25: Cours 6 : Tectonique des plaques

Quizz

Page 26: Cours 6 : Tectonique des plaques

Sens du mouvement

A. Dextre

B. Sénestre

Page 27: Cours 6 : Tectonique des plaques

Quizz

Page 28: Cours 6 : Tectonique des plaques

Wilson (1965)

Transformantes témoins de l’expansion

Non transformantesRides = marqueurs du déplacement

SenestreDextre

Faille

Rides océaniques

Faille

Failles

Les failles transformantes

Page 29: Cours 6 : Tectonique des plaques

Les failles transformantes

Mécanismes au foyerMécanismes au foyer

Détermine le type de faille à l’origine du séisme- orientation- nature convergente, divergente ou coulissante

Quadrants compressifs (représentés par convention en noir)

Quadrants extensifs (en blanc)

Cas d’une faille décrochante

Foyer du séisme

Cercle

Cf. TD !

Page 30: Cours 6 : Tectonique des plaques

Trouvez le pôle de rotation

Trouvez le pôle de rotation

Page 31: Cours 6 : Tectonique des plaques

Plaques

Théorème d’Eulergéométrie

Vitesses en tout point

Géométrie des frontières

Évolution Des frontières

HypothèseHypothèse

Les principes de la tectonique des plaques

Le modèle géométriqueLe modèle géométrique : Le théorème d’Euler : Le théorème d’Euler

PrédictionsPrédictions

Page 32: Cours 6 : Tectonique des plaques

Théorème d’Euler : Failles transformantes = Petits cercles dont le centre est sur l’axe du pôle d’Euler

Université de Liège

http://www.ulg.ac.be/geolsed/geol_gen/geol_gen.htm

Les principes de la tectonique des plaques

Comment trouver ces pôles ?Comment trouver ces pôles ?

Utiliser les failles transformantes pour déterminer la position des pôles d’Euler

Faille Faille transformantetransformante

pôle pôle dd’Euler’Euler

Page 33: Cours 6 : Tectonique des plaques

UtiliserUtiliser (i) les anomalies magnétiques (i) les anomalies magnétiques (ii) la position du pôle d’Euler(ii) la position du pôle d’Euler

on détermine la vitesse angulaireon détermine la vitesse angulaire

V V == ω ω.d.d

ωωdd

VV

Les principes de la tectonique des plaques

Comment déterminer la vitesse angulaire ?Comment déterminer la vitesse angulaire ?

Page 34: Cours 6 : Tectonique des plaques

pôle d’Eulerpôle d’Euler

Page 35: Cours 6 : Tectonique des plaques

• Chaque groupe utilise l’application « expérimentale « :

Geosciences3d.univ-lyon1.fr -> La dernière ressource

• Installer la petit player Unity si vous ne l’avez pas déjà fait

• Déterminer le pôle d’Euler du déplacement Amérique du Sud/Afrique

• Déterminer la vitesse angulaire

Page 36: Cours 6 : Tectonique des plaques

Commenter la vidéo 3D en direct

live

Commenter la vidéo 3D en direct

live

Page 37: Cours 6 : Tectonique des plaques

Ce qu’il faut retenirCe qu’il faut retenir

•La surface de la Terre bouge à ~3cm/an (= vitesse de croissance des ongles…)

•On peut diviser la surface en un puzzle lithosphérique = les plaques

•Les mouvements doivent respecter des règles élémentaires de géométrie

•La théorie prédit la vitesse en tout point du globe !

•La tectonique des plaques est une THEORIE. Elle est donc simplificatrice et n’explique pas tout par essence

Page 38: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 39: Cours 6 : Tectonique des plaques

La dérive des continentsLa dérive des continents

Page 40: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 41: Cours 6 : Tectonique des plaques

http://geosciences3d.univ-lyon1.fr/resources.php#DER_CONT

Page 42: Cours 6 : Tectonique des plaques

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

Symmétrie des côtesSymmétrie des côtes

Page 43: Cours 6 : Tectonique des plaques

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

Distribution des espècesDistribution des espèces

Les observations

Page 44: Cours 6 : Tectonique des plaques

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

Relations pétrologiques et structuralesRelations pétrologiques et structurales

Page 45: Cours 6 : Tectonique des plaques

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

Climat passéClimat passé

Page 46: Cours 6 : Tectonique des plaques

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

Mouvements latérauxMouvements latéraux

Page 47: Cours 6 : Tectonique des plaques

• Isostasie : les roches océaniques sont différentes des roches continentales

• Les continents (sial) dérivent sur le manteau (sima)

• Forces motrices : isostasie sur un ellipsoïde et marées

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

Les mécanismesLe modèle de Wegener (1920)Le modèle de Wegener (1920)

Page 48: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 49: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 50: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 51: Cours 6 : Tectonique des plaques

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

La convection de Holmes (1930)La convection de Holmes (1930)

Page 52: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 53: Cours 6 : Tectonique des plaques

APW : hypothèse du dipôle terrestre

tg (Incl) = 2 cotg (colat)

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

Les “preuves”Principes du paléomagnétismePrincipes du paléomagnétisme

Page 54: Cours 6 : Tectonique des plaques

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

La

r ive

de

s c

on

tine

nts

Dérive des pôles (1955)Dérive des pôles (1955)

Page 55: Cours 6 : Tectonique des plaques

L’expansion des fonds océaniquesL’expansion des fonds océaniques

Page 56: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 57: Cours 6 : Tectonique des plaques

L’e

xp

an

sio

n d

es

f on

ds

oc

éa

niq

ue

sL

’ex

pa

ns

ion

de

s f o

nd

s o

an

iqu

es

Topographie et âgeDistribution hypsométriqueDistribution hypsométrique

Page 58: Cours 6 : Tectonique des plaques

L’e

xp

an

sio

n d

es

f on

ds

oc

éa

niq

ue

sL

’ex

pa

ns

ion

de

s f o

nd

s o

an

iqu

es

Distribution des âgesDistribution des âges

Page 59: Cours 6 : Tectonique des plaques

L’e

xp

an

sio

n d

es

f on

ds

oc

éa

niq

ue

sL

’ex

pa

ns

ion

de

s f o

nd

s o

an

iqu

es

Distribution des seïsmes : des zones localiséesDistribution des seïsmes : des zones localisées

Page 60: Cours 6 : Tectonique des plaques

L’e

xp

an

sio

n d

es

f on

ds

oc

éa

niq

ue

sL

’ex

pa

ns

ion

de

s f o

nd

s o

an

iqu

es

Séismes profonds : Séismes profonds : ““plansplans”” de de

Wadati-BénioffWadati-Bénioff

Page 61: Cours 6 : Tectonique des plaques

Failles transformantesConcept de Wilson (1965)Concept de Wilson (1965)

L’e

xp

an

sio

n d

es

f on

ds

oc

éa

niq

ue

sL

’ex

pa

ns

ion

de

s f o

nd

s o

an

iqu

es

Page 62: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 63: Cours 6 : Tectonique des plaques

Les différents types de failles transformantesLes différents types de failles transformantes

L’e

xp

an

sio

n d

es

f on

ds

oc

éa

niq

ue

sL

’ex

pa

ns

ion

de

s f o

nd

s o

an

iqu

es

Page 64: Cours 6 : Tectonique des plaques

L’e

xp

an

sio

n d

es

f on

ds

oc

éa

niq

ue

sL

’ex

pa

ns

ion

de

s f o

nd

s o

an

iqu

es

Les mécanismes au foyerLes mécanismes au foyer

Page 65: Cours 6 : Tectonique des plaques

L’e

xp

an

sio

n d

es

f on

ds

oc

éa

niq

ue

sL

’ex

pa

ns

ion

de

s f o

nd

s o

an

iqu

es

Page 66: Cours 6 : Tectonique des plaques

L’e

xp

an

sio

n d

es

f on

ds

oc

éa

niq

ue

sL

’ex

pa

ns

ion

de

s f o

nd

s o

an

iqu

es

Page 67: Cours 6 : Tectonique des plaques

L’e

xp

an

sio

n d

es

f on

ds

oc

éa

niq

ue

sL

’ex

pa

ns

ion

de

s f o

nd

s o

an

iqu

es

Magnétisme des fonds océaniquesDes anomalies mesurablesDes anomalies mesurables

Page 68: Cours 6 : Tectonique des plaques

L’e

xp

an

sio

n d

es

f on

ds

oc

éa

niq

ue

sL

’ex

pa

ns

ion

de

s f o

nd

s o

an

iqu

es

Un modèle pour leur origineUn modèle pour leur origine

Page 69: Cours 6 : Tectonique des plaques

La théorieLa théorie

Page 70: Cours 6 : Tectonique des plaques

• Bloc crustal indéformable (élastique) = lithosphère

• Se déforme uniquement à ses frontières

• Changement de forme : rides et subduction

• Conservative : failles transformantes

La

thé

orie

La

thé

orie

Plaques et frontières de plaquesConcept de plaque (Morgan, 1968)Concept de plaque (Morgan, 1968)

Page 71: Cours 6 : Tectonique des plaques

Plaques

Théorème d’Euler

géométrie

Vitesses

en tout point

Géométrie

des frontières

Évolution

Des frontières

HypothèseHypothèse

Règles géométriques

Le modèle géométriqueLe modèle géométrique : Le théorème d: Le théorème d’’EulerEuler

PrédictionsPrédictions

La

thé

orie

La

thé

orie

Page 72: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 73: Cours 6 : Tectonique des plaques

La

thé

orie

La

thé

orie

http://geosciences3d.univ-lyon1.fr/resources.php#MVT_RIGIDE_SURFACE

Page 74: Cours 6 : Tectonique des plaques

La

thé

orie

La

thé

orie

http://geosciences3d.univ-lyon1.fr/resources.php#TTQ_PLAQUE

Page 75: Cours 6 : Tectonique des plaques

UtiliserUtiliser (i) les anomalies magnétiques (i) les anomalies magnétiques

(ii) la position du pôle d(ii) la position du pôle d’’EulerEuler on détermine la vitesse angulaireon détermine la vitesse angulaire

V V == ω ω.d.d

ωωdd

VV

Comment déterminer la vitesse angulaire ?Comment déterminer la vitesse angulaire ?

La

thé

orie

La

thé

orie

Page 76: Cours 6 : Tectonique des plaques

http://lab3d.univ-lyon1.fr/Geology/app6/

Page 77: Cours 6 : Tectonique des plaques

Chaîne de lChaîne de l’’Empereur (Hawaii)Empereur (Hawaii)

Mesurer des vitessesMesurer des vitesses

Points chauds = panaches profonds Points chauds = panaches profonds

Les points chauds

La

thé

orie

La

thé

orie

Page 78: Cours 6 : Tectonique des plaques

Identifier les points chauds Identifier les points chauds un reférentiel absolu un reférentiel absolu

La

thé

orie

La

thé

orie

Page 79: Cours 6 : Tectonique des plaques

Quelles prédictions permet la théorie ?

Les vitesses en tout point (modèle NUVEL-1)Les vitesses en tout point (modèle NUVEL-1)

pôle dpôle d’’Euler AntarctiqueEuler Antarctique

La

thé

orie

La

thé

orie

Page 80: Cours 6 : Tectonique des plaques

Les vitesses en tout pointLes vitesses en tout point

La

thé

orie

La

thé

orie

Page 81: Cours 6 : Tectonique des plaques

Evolution dEvolution d ’’ une jonction tripleune jonction triple

La

thé

orie

La

thé

orie

Page 82: Cours 6 : Tectonique des plaques

Stabilité des jonctions triples

La

thé

orie

La

thé

orie

Page 83: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 84: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 85: Cours 6 : Tectonique des plaques

55

Page 86: Cours 6 : Tectonique des plaques

33

Page 87: Cours 6 : Tectonique des plaques

22

Page 88: Cours 6 : Tectonique des plaques

Claire L. Evans

Page 89: Cours 6 : Tectonique des plaques

Limites de la théorieLimites de la théorie

Page 90: Cours 6 : Tectonique des plaques

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie

Page 91: Cours 6 : Tectonique des plaques

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie

GPS : PrincipesGPS : Principes

Confrontations aux mesures instantannées

Page 92: Cours 6 : Tectonique des plaques

Application à lApplication à l’’Amérique du SudAmérique du Sud

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie

Page 93: Cours 6 : Tectonique des plaques

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie

Page 94: Cours 6 : Tectonique des plaques

Dynamique

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie

Page 95: Cours 6 : Tectonique des plaques

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie

Page 96: Cours 6 : Tectonique des plaques

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie

Page 97: Cours 6 : Tectonique des plaques

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie

Page 98: Cours 6 : Tectonique des plaques

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie

Page 99: Cours 6 : Tectonique des plaques

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie

Page 100: Cours 6 : Tectonique des plaques

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie

Page 101: Cours 6 : Tectonique des plaques
Page 102: Cours 6 : Tectonique des plaques

Depuis quand « existe » la tectonique des Depuis quand « existe » la tectonique des plaques?plaques?

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie

Page 103: Cours 6 : Tectonique des plaques

Et sur les autres planètes?Et sur les autres planètes?

Lim

ites

de

l a th

éo

rieL

imite

s d

e l a

thé

orie