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Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

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Cours de préparation à l'aggrégation SVT - Tectonique des plaques

  1. 2. La tectonique des plaques ?
  2. 3.     De quand date la tectonique des plaques ?
  3. 4. Objectifs du cours <ul><li>Identifier les observations décisives </li></ul><ul><li>Retracer le cheminement historique </li></ul><ul><li>Définir les éléments de la théorie </li></ul><ul><li>Discuter l’évolution des modèles </li></ul>    1920 1960 1970
  4. 5. Histoire d’une théorie <ul><li>La dérive des continents (1930) </li></ul><ul><li>La convection (1930) </li></ul><ul><li>Paléomagnétisme (1950) </li></ul><ul><li>Expansion des fonds océaniques (1960) </li></ul><ul><li>Magnétisme des fonds océaniques </li></ul><ul><li>Sismologie </li></ul><ul><li>Tectonique des plaques(1970) </li></ul><ul><li>Mesures instantanées (1990) </li></ul>
  5. 6. La dérive des continents
  6. 7. <ul><ul><li>La dérive des continents </li></ul></ul>Symmétrie des côtes
  7. 8. <ul><ul><li>La dérive des continents </li></ul></ul>Distribution des espèces Les observations
  8. 9. <ul><ul><li>La dérive des continents </li></ul></ul>Distribution des espèces
  9. 10. <ul><ul><li>La dérive des continents </li></ul></ul>Relations pétrologiques et structurales
  10. 11. <ul><ul><li>La dérive des continents </li></ul></ul>Mouvements latéraux
  11. 12. <ul><ul><li>La dérive des continents </li></ul></ul>Climat passé
  12. 13. <ul><li>Isostasie : les roches océaniques sont différentes des roches continentales </li></ul><ul><li>Les continents (sial) dérivent sur le manteau (sima) </li></ul><ul><li>Forces motrices : isostasie sur un ellipsoïde et marées </li></ul><ul><ul><li>La dérive des continents </li></ul></ul>Les mécanismes Le modèle de Wegener (1920)
  13. 14. <ul><ul><li>La dérive des continents </li></ul></ul>La convection de Holmes (1930)
  14. 15. APW : hypothèse du dipôle terrestre tg (Incl) = 2 cotg (colat) <ul><ul><li>La dérive des continents </li></ul></ul>Les “preuves” Principes du paléomagnétisme
  15. 16. <ul><ul><li>La dérive des continents </li></ul></ul>Dérive des pôles (1955) Age N. Amé Europe Tertiaire S 87,140 80,157 Tertiaire I 85,197 75,151 Crétacé 64,187 86,0 Jurassique 76,142 36,50 Trias 62,100 45,143 Permien 46,117 45,160
  16. 17. L’expansion des fonds océaniques
  17. 18. <ul><ul><li>L’expansion des fonds océaniques </li></ul></ul>Topographie et âge Distribution hypsométrique
  18. 19. <ul><ul><li>L’expansion des fonds océaniques </li></ul></ul>Distribution des âges
  19. 20. <ul><ul><li>L’expansion des fonds océaniques </li></ul></ul>Distribution des seïsmes : des zones localisées
  20. 21. <ul><ul><li>L’expansion des fonds océaniques </li></ul></ul>Séismes profonds : “plans” de Wadati-Bénioff
  21. 22. Failles transformantes Concept de Wilson (1965) <ul><ul><li>L’expansion des fonds océaniques </li></ul></ul>
  22. 23. Les différents types de failles transformantes <ul><ul><li>L’expansion des fonds océaniques </li></ul></ul>
  23. 24. <ul><ul><li>L’expansion des fonds océaniques </li></ul></ul>Les mécanismes au foyer
  24. 25. <ul><ul><li>L’expansion des fonds océaniques </li></ul></ul>
  25. 26. <ul><ul><li>L’expansion des fonds océaniques </li></ul></ul>Magnétisme des fonds océaniques Des anomalies mesurables
  26. 27. <ul><ul><li>L’expansion des fonds océaniques </li></ul></ul>Un modèle pour leur origine
  27. 28. La théorie
  28. 29. <ul><li>Bloc crustal indéformable (élastique) = lithosphère </li></ul><ul><li>Se déforme uniquement à ses frontières </li></ul><ul><li>Changement de forme : rides et subduction </li></ul><ul><li>Conservative : failles transformantes </li></ul><ul><ul><li>La théorie </li></ul></ul>Plaques et frontières de plaques Concept de plaque (Morgan, 1968)
  29. 30. Règles géométriques Le modèle géométrique : Le théorème d’Euler Prédictions <ul><ul><li>La théorie </li></ul></ul>Plaques Théorème d’Euler géométrie Vitesses en tout point Géométrie des frontières Évolution Des frontières Hypothèse
  30. 31. Tout déplacement d’un bloc rigide sur une sphère = rotation autour d’un axe (vitesse angulaire  ) On peut prédire la vitesse en tout point à partir de 2 paramètres : * Coordonnées du pôle * Vitesse angulaire Le pôle de la rotation (pôle d’Euler) <ul><ul><li>La théorie </li></ul></ul>Le théorème d’Euler
  31. 32. Théorème d’Euler : Failles transformantes = Petits cercles dont le centre est sur l’axe du pôle d’Euler Université de Liège Comment trouver ces pôles ?  Utiliser les failles transformantes pour déterminer la position des pôles d’Euler Faille transformante <ul><ul><li>La théorie </li></ul></ul>pôle d’Euler
  32. 33. Utiliser (i) les anomalies magnétiques (ii) la position du pôle d’Euler  on détermine la vitesse angulaire V =  .d   d  V Comment déterminer la vitesse angulaire ? <ul><ul><li>La théorie </li></ul></ul>
  33. 34. Chaîne de l’Empereur (Hawaii) Mesurer des vitesses Points chauds = panaches profonds Les points chauds <ul><ul><li>La théorie </li></ul></ul>
  34. 35. Identifier les points chauds  un reférentiel absolu <ul><ul><li>La théorie </li></ul></ul>
  35. 36. Quelles prédictions permet la théorie ? Les vitesses en tout point (modèle NUVEL-1) pôle d’Euler Antarctique <ul><ul><li>La théorie </li></ul></ul>
  36. 37. Les vitesses en tout point <ul><ul><li>La théorie </li></ul></ul>
  37. 38. Evolution d’une jonction triple <ul><ul><li>La théorie </li></ul></ul>
  38. 39. Stabilité des jonctions triples <ul><ul><li>La théorie </li></ul></ul>
  39. 40. Réflexions sur le modèle
  40. 41. <ul><ul><li>Réflexions sur le modèle </li></ul></ul>GPS : Principes Confrontations aux mesures instantannées
  41. 42. <ul><ul><li>Réflexions sur le modèle </li></ul></ul>Application à la Californie
  42. 43. <ul><ul><li>Réflexions sur le modèle </li></ul></ul>Redéfinitions des frontières de plaques
  43. 44. <ul><ul><li>Réflexions sur le modèle </li></ul></ul>Plaques et panaches Tectonique des plaques et convection
  44. 45. Depuis quand « existe » la tectonique des plaques? <ul><ul><li>Réflexions sur le modèle </li></ul></ul>
  45. 46. Et sur les autres planètes? <ul><ul><li>Réflexions sur le modèle </li></ul></ul>

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