La tectonique des plaques.

INTRODUCTION.

- Rappeler que les séïsmes et le volcanisme montrent l'existence d'une activité interne du globe.

Les mouvements constatés lors de séïsmes, les mesures faites grâce à des satellites entre l' Europe et l' Amérique montrent que toute la partie externe de la Terre est animée de mouvements, d'où le nom de "machine Terre".

- Superposer les cartes séïsmes et volcanisme : découverte de zones actives ( dorsales,fosses,montagnes) étroites et de zones géologiquement tranquilles appelées plaques : d'où le titre :

La tectonique des plaques ou les plaques et leurs mouvements.

résumé élèves en bleu.

I. LES DIFFERENTES PLAQUES A LA SURFACE DU GLOBE TERRESTRE ET LEUR STRUCTURE EN PROFONDEUR.

- Observation de films vidéos sur la tectonique des plaques.

- Depuis une quinzaine d'années, on sait mesurer (au cm près) l'écartement ou le rapprochement entre deux points grâce à des systèmes balises-satellites, à des mesures directes à l'aide de rayons laser, ou en déposant des repères au fond d'une fosse.

On peut alors indiquer, aux frontières des plaques, les mouvements de chaque plaque et préciser la vitesse de ces mouvements.

On obtient la carte suivante, à projeter : les-plaques.jpg

Carte des plaques sans indication des frontières et des vitesses de déplacement :

Carte des plaques (99.01 Ko)

- Carte des plaques à légender (nom des plaques), à colorier (pour reconnaître les différentes plaques),

Indiquer les frontières (écartement et rapprochement) avec 2 couleurs différentes, indiquer le mouvement avec des flèches et la vitesse en cm par an.

carte-des-plaques-a-legender.jpg

La surface du globe est divisé en 12 plaques limitées par des zones étroites et très actives : les frontières de plaques (séïsmes, volcans).

Les plaques sont mobiles : ells s'écartent au niveau des dorsales et se rapprochent au niveau des fosses et des chaines de montagnes.

- Structure des plaques en profondeur.

Poser le problème de la structure verticale des plaques (épaisseur, roches ....).

Nécessité d' utiliser les ondes sismiques pour explorer la profondeur de la Terre, le rayon de la Terre étant de 6000 km.

Travail sur document : "des ondes sismiques pour connaître le globe".

des-ondes-sismiques-pour-connaitre-le-globe.jpg

L'augmentation brutale de la vitesse des ondes sismiques dans le globe terrestre permet de distinguer croûte et manteau.

La croûte et le manteau supérieur constituent un ensemble rigide, la lithosphère, reposant sur l'asthénosphère moins rigide.

Chaque plaque est une portion de lithosphère, mobile se déplaçant sur l'asthènosphère, d'où le nom de plaque lithosphérique.

Compléments : la croûte continentale est constituée de granite, la croûte océanique est constituée de basalte.

Le manteau supérieur (ainsi que l'asthènosphère) est constitué de péridotite.

II. LE FONCTIONNEMENT DES DORSALES OCEANIQUES.

dorsale-atlantique.jpg

Problème : l'Europe et l'Amérique du Nord s'éloignent l'une de l'autre : comment expliquer cet éloignement?

Comment expliquer que la croûte océanique soit entièrement formée de basalte alors que l'activité volcanique est limitée aux dorsales? Comment ces basaltes se sont-ils mis en place?

- Carte de l'âge du fond de l'océan Atlantique : évolution de l'âge des basaltes de la croûte océanique de part et d'autre de la dorsale.

age-du-fond-de-l-ocean-atlantique.jpg

- Calcul de la vitesse d'écartement des basaltes de part et d'autre de la dorsale: voir document :

vitesse-d-ecartement-des-basaltes.jpg

Exercice complémentaire : exercice-complementaire.jpg

- Synthèse des informations : observation de maquettes et de logiciels (sur l'accrètion).

- Schéma fonctionnel de synthèse : schema-fonctionnel-de-la-dorsale.jpg

correction-schema-fonctionnel-de-la-dorsale.jpg

A raison de quelques cm par an, les matériaux des plaques océaniques se forment de part et d'autre de la dorsale et s'en éloignent au fur et à mesure de leur formation.

III. LES MOUVEMENTS DANS LES FOSSES OCEANIQUES.

Problème : la croûte océanique se formant constamment au niveau des dorsales,comment expliquer que la surface de la planète reste constante? Existe-t-il des endroits du globe où les plaques se rapprochent et disparaissent?

- Observation de documents : il existe un film vidéo très intéressant sur la fosse du Japon : "opération Kaïko".

- Répartition des foyers des séïsmes sous une fosse : exemple de la fosse le long de l'Amérique du Sud :

repartition-des-foyers-des-seismes-sous-une-fosse.jpg extrait du livre 4ème Nathan

La présence de foyers de plus en plus profonds montre l'existence de 2 blocs de roches frottant l'un contre l'autre.

On en déduit que ces frottements sont dus à une plaque qui s'enfonce sous une autre : découverte de la subduction : la plaque de Nazca s'enfouit sous la plaque Sud-Américaine.

- Schéma fonctionnel d'une subduction : schema-fonctionnel-de-la-subduction.jpg 4ème Nathan

A raison de quelques cm par an, les plaques se rapprochent au niveau des fosses océaniques : la lithosphère océanique s'enfonce et disparait dans l'asthènosphère.

Ainsi la production de croûte océanique, créée au niveau des dorsales, est compensée par sa disparition au niveau des fosses océaniques.

- Exercice d'application sur la fosse entre le Japon et l'océan Pacifique : à légender et colorier :

fosse-japon-ocean-pacifique.jpg

IV. LES CONSEQUENCES DES MOUVEMENTS DES PLAQUES LITHOSPHERIQUES.

1). Les conséquences des mouvements d'écartement des plaques.

- La similitude de certains fossiles trouvés en Amérique du Sud et en Afrique a permis à Wegener de dire que ces 2 continents étaient autrefois rassemblés en un seul bloc, puis s'étaient déplacés au cours des temps : c'est "la dérive des continents".

- Travail de découpage expliquant l'ouverture de l'Océan Atlantique :

ouverture-de-l-ocean-atlantique.jpg

l-emboitement-des-continents.jpg

Les mouvements des plaques assurent le déplacement des continents, l'ouverture de certains océans. (Exemple de l' océan Atlantique ouvert il y a 200 millions d'années).

Avant l'ouverture, les continents étaient assemblés en un seul bloc.

2). Les conséquences des mouvements de rapprochement des plaques.

-Travail sur document : déplacement de l'Inde vers l'Asie : fermeture d'un océan et affrontement de 2 continents :formation de l'Himalaya.

deplacement-de-l-inde-vers-l-asie.jpg

Les mouvements de plaques sont responsables de la fermeture de certains océans.

L'affrontement de 2 plaques formées de croûte continentale engendre des déformations souples ou cassantes de la lithosphère (plis, failles inverses) et aboutit à la formation de chaines de montagnes.

Les animations "Flash" sur la tectonique des plaques sont dans le module "logiciels" "Sciences de la Terre", dans les menus à gauche de la page d'accueil.