A) Découpage des plaques lithosphériques
Les alignements de volcans et de séismes marquent les limites des plaques lithosphériques, au niveau de certains reliefs :- les dorsales océaniques (= longues chaines de montagnes océaniques présentant une activité sismique et volcanique, entrecoupée de failles normales.)
- les bordures de fosses océaniques (= profonds reliefs sous-marins)
- les rifts ou fossés continentaux (= reliefs continentaux formant un fossé bordé de failles)
- les chaines de montagne.
La répartition des séismes et des volcans à la surface du globe (image obtenue avec Sismolog)
B) Techniques d’étude des mouvements
Le mouvement des plaques a été étudié et quantifié par différentes méthodes géologiques, actuellement et par le passé :- les anomalies magnétiques (1960), symétriques de part et d’autre des dorsales, d’âge croissant, supposent un écartement des plaques de chaque côté de la dorsale par production de magma.
- L’âge des roches sédimentaires (1970) croit symétriquement de part et d’autre de l’axe de la dorsale, ce qui indique que les plaques se forment à l’axe des dorsales et s’écartent de part et d’autre au fur et à mesure de leur formation (modèle du double tapis roulant).
Carte des âges des fonds océaniques
Modèle du double tapis roulant proposé par Vine et Matthews en 1962
- Les alignements volcaniques de point chaud (1970) se forment grâce au déplacement d’une plaque au-dessus d’un point chaud dans le manteau, considéré comme fixe pendant 5 à 8 Ma. La remontée de magma forme plusieurs édifices volcaniques d’âge décroissant au fur et à mesure que la plaque se déplace (ex : Hawaii, chaine des Puys ?).
Carte des âges des volcans au niveau de l’archipel d’Hawai et son interprétation en terme de déplacement des plaques au-dessus d’un point chaud supposé fixe
Modèle de formation d’un alignement de volcans provenant d’un point chaud
- Les satellites (1980-actuel) mesurent les déplacements des stations géodésiques les unes par rapport aux autres et mesurent ainsi en temps réel les déplacements des plaques lithosphériques, avec une précision de l’ordre du mm : c’est le principe du GPS (Global Positioning System).
Le principe du GPS
On a ainsi pu mettre en évidence 12-15 plaques dans les années 1970, et actuellement 25 grâce à la précision des mesures GPS. Toutes ces techniques de mesures permettent de déterminer le sens et la vitesse des mouvements au niveau des frontières des plaques, de l’ordre de 1 à 16 cm/an.C) Les mouvements des plaques
Les mouvements aux limites de plaques peuvent être de 3 types, repérés par différents marqueurs géologiques (sismiques, thermiques et pétrologiques = des roches) :- Des mouvements de divergence, repérés par des séismes caractéristiques d’un écartement, un flux géothermique plus fort indiquant une remontée de matériel chaud, et des failles normales. Ils témoignent d’un étirement de la lithosphère dû à un écartement des plaques. On les observe au niveau des rifts continentaux = fossés continentaux ou des dorsales océaniques ;
- Des mouvements de convergence, repérés par des séismes caractéristiques d’un rapprochement, un flux géothermique plus faible indiquant une descente de matériel froid en profondeur et des failles inverses. Ils témoignent d’un raccourcissement de la lithosphère dû à un rapprochement des plaques. On les observe au niveau des chaines de montagnes océaniques et des fosses océaniques des zones de subduction.
Failles normale et inverse (lien vers une animation: http://www.geologie.ens.fr/~vigny/failles-anime.html)
Les plaques lithosphériques et leurs mouvements
Les plaques sont mobiles en surface. Quelle est la dynamique des zones de convergence ?