Résumé
Une plaque lithosphérique (lithosphère) est une zone stable de la surface de la Terre, délimitée par des zones de fortes activités sismiques et volcaniques.
Les résultats apportés par les données GPS permettent de confirmer les mouvements des 12 plaques lithosphériques. Les plaques tectoniques se déplacent les unes par rapport aux autres. Leur mouvement est lent, de l’ordre de quelques centimètres par an.
Les plaques tectoniques peuvent bouger de manières différentes : convergence (subduction et collision) ; divergence.
• La subduction : la plaque océanique glisse sous la plaque continentale, ce phénomène induit un plissement de cette dernière et la création de montagnes.
• La collision : deux plaques continentales se confrontent.
• La divergence des plaques : deux plaques s'éloignent l'une de l'autre. Ce phénomène permet l’expansion des fonds océaniques.
Objectifs du module⚓
Le présent module est destiné principalement aux professeurs qui exercent dans l'enseignement secondaire, mais également aux élèves des classes concernées. Il vise les objectifs suivants :
identifier en SVT des activités en relation avec les données satellitaires ;
intégrer quelques aspects de la géomatique (données GPS, Google Map) en faveur de la théorie de mobilité des plaques ;
sensibiliser les élèves à l'importance de la géomatique et des données satellitaires.
Point d'ancrage de l'activité dans le programme⚓
Compétences et objectifs⚓
Compétences et objectifs
Compétence : Saisir des informations à partir de documents pour expliquer la tectonique des plaques
Objectif 1 : identifier les arguments (lithologique, paléontologique, géographique, Expansion océanique, subduction, collision ; obduction, convection) en faveur de la mobilité des plaques.
Objectif 2 : mesurer la vitesse de déplacement de plaques à partir de données GPS
objectif 3 : expliquer le phénomène de subduction
Impact des données GPS en faveur de la théorie de la tectonique des plaques⚓
Impact des données GPS en faveur de la théorie de la tectonique des plaques
La théorie de la tectonique des plaques é été confirmée grâce à des mesures précises par satellite. Le principe de ces mesures est de travailler avec des satellites artificiels, (construits par l’Homme et envoyés dans l’espace à l’aide de fusées), qui se positionnent autour de la Terre et qui restent à une altitude constante.Le système le plus connu de géolocalisation (localiser des points et étudier leur déplacement) est le système GPS.
Le GPS (Global Positioning System) est un système de géodésie spatiale permettant le positionnement d’un grand nombre de sites mondiaux en trois dimensions (latitude, longitude, altitude) ainsi que la mesure du temps. La technique du GPS permet actuellement de mesurer le déplacement des plaques lithosphériques au millimètre près, grâce aux satellites qui déterminent la position exacte de différents points à différents moments. Les plaques se déplacent de quelques centimètres par an. Ce système GPS repose sur l’utilisation de trente satellites à altitude constante autour de la Terre. Les satellites GPS sont entre 10 et 20 000 kilomètres d’altitude au-dessus de nous. Voici un schéma qui représente les mesures réalisées par satellite :
Le principe est de connaître la position exacte d’un point mais aussi la distance qui sépare deux points (ici, deux points continentaux). Les satellites, et notamment les satellites GPS, envoient des signaux à la surface de la Terre. On mesure le temps que met le signal pour aller jusque la balise GPS à la surface et revenir au satellite. En connaissant la vitesse de ces signaux, on peut en déduire la distance qui sépare un satellite de l’ensemble des points vers lesquels il envoie des signaux. En combinant les mesures, on arrive à connaître la distance qui sépare deux points du globe. De cette façon, on est capable de dire si deux points situés sur des continents distincts ont tendance à se rapprocher, à s’éloigner ou à rester à égale distance au fur et à mesure du temps qui passe. Ces mesures satellites peuvent être faites sur une année, sur dix ans ou sur la période que l’on désire.
DEROULEMENT DE L'ACTIVITE⚓
Arguments en faveur de la tectonique des plaques⚓
Vérification de pré-requis
Question⚓
Le document suivant représente la carte de la répartition mondiale des plaques lithosphériques.
Identifie les différentes plaques lithosphériques.
Indique les types de mouvements entre les frontières des plaques lithosphériques.
Le document en vis à vis est une vidéo illustrant la tectonique des plaques.
Visualise la vidéo et prend note pour la suite.
Question⚓
Le document en vis à vis représente les types de mouvements des plaques lithosphériques.
Observe le document et décris les mouvements de :
divergence
convergence
coulissage
Solution⚓
Mouvement de divergence : dans ce cas, les deux plaques lithosphériques s'écartent ou s'éloignent l'une de l'autre.
Mouvement de convergence : dans ce cas, les deux plaques lithosphériques se rapprochent. On a la subduction et la collision
La subduction est marquée par la disparition de la lithosphère océanique froide et dense (= plaque plongeante, chevauchée) dans une asthénosphère moins dense, sous une plaque lithosphérique chevauchante.
La collision est marquée la formation de chaines de montagnes lors de la rencontre des deux plaques continentales.
Mouvement de coulissage : dans ce cas, les deux plaques tectoniques se frottent l'une contre l'autre lorsqu'elles se dirigent dans des directions parallèles et opposées.
Question⚓
Télécharge l'application Tectoglob sur ton android ou ton pc. Pour cela utilise le lien suivant :
https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/tectoglob3d/
Pour cela clique sur donnée affichées, puis sur cartes géologiques et enfin sur âge des fonds océaniques.
A partir de la carte de la planisphère de Tectoglob, indique en quoi l'âge des fonds océaniques constitue un argument de l'expansion océanique et de la divergence entre la plaque africaine et la plaque sudaméricaine.
Solution⚓
L'image suivante est obtenue :
2. Les roches des fonds océaniques situées au milieu de l'océan atlantique sont d'âge plus récent (10 à 20 Ma). Plus on s'éloigne de la dorsale océanique plus l'âge devient de plus en plus ancien. Cela montre qu'une divergence des plaques est à l'origine de l'ouverture de l'atlantique puis d'une expansion océanique.
Données GPS et mobilité des plaques⚓
Données GPS et mobilité des plaques
Question⚓
Le document en vis à vis représente les images de tracés de déplacement d'une plaque lithosphérique où se situe Reykjavik en Islande. Les images montrent les résultats obtenus, à l'aide de données GPS, avec les fichiers traités dans Excel pour la latitude et la longitude.
Repère la localité de Reykjavik à l'aide de Google Map et précise ses coordonnées géographiques. Pour cela clique sur le lien :
Relève, à partir du document, les vitesses de déplacement de la plaque lithosphérique dans laquelle se trouve Reykjavik.
NB : Pour un site on relèvera ce coefficient directeur.
Un nombre positif signifie un déplacement vers le nord en latitude ou vers l’est en longitude.
Un nombre négatif signifie un déplacement vers le sud en latitude ou vers l’ouest en longitude.
Subduction⚓
Question⚓
Solution⚓
La subduction est le glissement d’une plaque lithosphérique océanique sous une plaque avançant dans le sens opposé.
Dans une zone de subduction, on trouve deux types de reliefs : une fosse océanique et un arc volcanique montagneux.
Lors de la convergence la plaque océanique plus dense glisse sous la plaque continentale moins dense et s'enfonce dans l'asthénosphère.
Essentiel à retenir⚓
A retenir
La théorie de la tectonique des plaques
Les limites de plaques ne sont pas déterminées par les reliefs terrestres, mais par l’activité sismique et volcanique.
Les mouvements relatifs des plaques entre elles sont des rotations qui définissent 3 types de mouvements, mais 4 types de frontières de plaques : mouvement de divergence (dorsales océaniques), mouvement de convergence (subductions et collisions) et mouvement de coulissage (failles transformantes).
Les plaques lithosphériques solides et rigides se déplacent sur l’asthénosphère solide et déformable.
Les plaques croissent au niveau des dorsales par accrétion de roches du manteau chaudes.
Les plaques peuvent croître par épaississement lors du chevauchement de deux (2) plaques lithosphériques l’une sur l’autre (mouvement de collision).
En s’écartant de l’axe de la dorsale, la lithosphère s’épaissit, se refroidit et s’hydrate.
Les plaques disparaissent en plongeant dans l’asthénosphère dans les zones de subduction.
Exercice d'application pour aller plus loin
Question⚓
Exercice d’application : le rift africain
En 2005, une fissure géante de 60km de long s’est ouverte au niveau de la surface terrestre africaine, au niveau de l’Ethiopie. On parle de « rift ». Un géologue étudie ce phénomène.
Document : interview d’un géologue
« Au niveau d’un rift, on retrouve une intense activité volcanique et sismique. Un étirement est constaté :les plaques s’écartent. La lithosphère continentale devient de plus en plus mince. Puis, le fossé en cours de formation passe sous le niveau de la mer, formant un bassin. Dans les fissures, on retrouve du magma qui forme des édifices volcaniques. »
1. A l’aide du document, indique le mouvement tectonique ayant lieu au niveau du rift. Justifie ta réponse à l’aide de deux arguments du texte.
2. Propose une hypothèse sur l’élément géographique qu’on peut observer à cet endroit du globe dans plusieurs millions d’années.
3. Choisis la définition correcte du rift en justifiant ta réponse. Un rift est :
a- une frontière de plaque séparant une plaque chevauchante et une plaque plongeante.
b- une zone dont l’activité tectonique entraîne l’éloignement de 2 lithosphères continentales.
c- une zone au niveau de laquelle la rupture des roches est impossible.
Solution⚓
L'amincissement de la lithosphère continentale et l'écartement des plaques sont des indices d'un mouvement de divergence .
Le rift, généralement situé dans les zones continentales, pourrait indiquer la phase naissante d'une situation de séparation crustale, qui peut être suivie par la création d'une marge de plaque relaxante avec l'évolution vers une épine dorsale océanique où une nouvelle croûte océanique est créée et donc une nouvelle lithosphère pour l'expansion du plancher océanique et la division d'une plaque tectonique en deux plaques en séparation.
réponse b (un rift est une zone dont l’activité tectonique entraîne l’éloignement de 2 lithosphères continentales