Déformation de l’écorce terrestre

(1)

Tectonique des plaques &

Déformation de l’écorce terrestre

Chapitre 3

Structure interne: RAPPEL

• La lithosphère flotte sur l’asténosphère

• La lithosphère est plus épaisse sous les continents (densité)

• La lithosphère est divisée en plaques tectoniques

(2)

Rift et dorsale : formation d’un bassin océanique

dorsale

marge plaine plaine marge

Mouvements de convection Zone de divergence

Théorie de l’expansion

fossé d’effondrement (=rift, graben) Plateau continental

Talus (ou pente) glacis

Grand Rift

Mer Rouge

Océan Atlantique

(3)

Exemple d’un rift en formation: Le rift du Rio Grande

http://www.danearr.com/mexdis/html/rio_grande_rift.html http://geoinfo.nmt.edu/tour/state/coronado_monument/home.html

Exemple d’un rift en formation: Le rift du Rio Grande

Richard Aster and David Wilson

La poussée de l’asténosphère mise en évidence par les ondes sismiques

W. Baldrige, K. Olsen & J. Callender

(4)

Le Grand Rift Est-Africain :

• 6000 km

• 50km de largeur

• Plusieurs centaines de mètres de profondeur

• 20-25 millions BP (Miocène)

Le rift Est-Africain rejoint un rift aujourd’hui océanisé qu’occupe la Mer Rouge et le Golfe d’Aden (« mer

linéaire »).

Exemple d’un rift : Le Grand Rift Est Africain Rift et dorsale : formation d’un bassin océanique

Plaque Arabique

Plaque Africaine

Plaque somalienne

Mers linéaires

(5)

Dorsales médio-océaniques

La subduction

• La divergence au niveau des dorsales océaniques engendre la création de lithosphère océanique et un élargissement des plaques concernées.

• La Terre étant un volume possédant une surface finie, il est nécessaire qu’il y ait destruction de lithosphère ailleurs.

• Cette destruction se fait dans les zones de convergence, lorsqu’une plaque lithosphérique (+ dense) passe sous une autre (- dense) pour rejoindre l’asténosphère et se faire consumer.

C’est la subduction

(6)

Destruction lithosphère (fusion) et Production d’énergie

Production de lithosphère Mouvements de Convection

Déplacement de matière fosse

Dorsale médio-océanique

Asténosphère Subduction

(limite de plaque)

Lithosphère en mouvement

Expansion (création de lithosphère)

Lithosphère

chaleur

La subduction

Fusion partielle

Concept de faille transformante Zone de convergence

Zone de divergence

Faille transformante

Divergence (dorsale)

Convergence (subduction)

La subduction

(7)

1- dorsale médio-atlantique 2- dorsale médio-indienne 3- dorsale sud-est indienne 4- dorsale pacifique

1

2

3

4 5

5- Himalaya: collision plaque indienne et eurasienne 6-Fosse des Mariannes

7- Fosse des Aléoutiennes 7 6

De 1 à 18 cm par an

18 cm

1,3 cm 4 cm

5 cm

Les plaques tectoniques

5,5 cm

7 cm

(8)

(9)

• La faille transformante agit selon un mouvement horizontal de coulissage.

• Elle transforme le mouvement entre convergence et divergence

• Permet d’absorber / de minimiser les différentes vitesses de divergence et de convergence.

Les failles transformantes

• Volcanisme de zone de subduction

• Formation d’un arc continental (chaîne des Cascades: Monts St Helens, WA) ou d’un arc insulaire (Aléoutiennes)

• Fosse océanique

Collision entre plaques lithosphériques

(10)

Buck et al., 2005 Dorsale médio- océanique pacifique

Fossé d’effrondrement axial et collines parallèles

(Dorsale indienne)

Zone de fracture de Kane

• Volcanisme intraplaque

• Volcan sous-marin: guyot

• Formation d’archipels volcaniques: Hawaii Les points chauds

(11)

• Remontée de magma perçant la lithosphère

• Point chaud stationnaire

• Déplacement d’une plaque lithosphérique au dessus du point chaud

• Formation d’une chaine de volcans

• Volcans de plus en plus vieux vers la zone de

convergence (Aléoutiennes)

Chaîne de volcans Hawaii/Empereur

Changement de direction du mouvement des plaques

Les points chauds

Image bathymétrique

(12)

La déformation des roches

plis

failles

Faille normale (extension)

Faille inverse (compression)

Faille de décrochement (ou transformante)

rejet plan

Faille: Fracture dans la roche avec déplacement relatif des deux compartiments.

(13)

Pli déversé

Pli faille (et chevauchement) Pli couché (renversé)

Faille de chevauchement (nappe de charriage)

Synclinal (creux)

Anticlinal (bombement)

(14)

http://www.cmpb.net/fr/boules.php

Anticlinal, Les Ardennes, France

Anticlinal et cluse, Iran

(15)

Graben: fossé d’effondrement limité par des failles normales. Les plans de faille sont inclinés vers la partie centrale effondrée.

Horst: compartiment limité par des failles normales avec une partie centrale exhaussée. Les plans de failles sont inclinés vers l’extérieur.

Graben, soulèvement et érosion (niveau de base)

(16)

Collision entre 2 plaques continentales, formation de nappes de charriage et érection d’une chaine de montagnes

2- Chevauchement, soulèvement et déformation 1- Fermeture de l’océan et accumulation du matériel sédimentaire

Nappe de charriage: lors d'une orogenèse, c’est un chevauchement de grande amplitude. Les terrains sédimentaires sont « charriés » (allochtones) sur des terrains en place (autochtones).

3- Développement de nappes de charriage et orogénèse

Le cycle de Wilson

• Zone de divergence: rift continental

• Dorsale et ouverture d’une océan : Mer linéaire: bassin en expansion

• Bassin mature, fin de la divergence

• Formation d’une nouvelle zone de subduction (convergence) avec arcs volcaniques insulaires puis continentaux

• L’océan se referme

•Les 2 plaques entrent en collision

• Création d’un prisme d’accrétion et finalement d’une chaine de montagne

(17)

La dérive des continents

http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre.html

La dérive des continents

(18)

Répartition des volcans sur la planète.

Localisation des volcans actifs

Localisation des séismes

(19)

Les boucliers

• Portion stable de socle ancien

•Fracturés mais non plissés (ou peu)

• Roches ignées et métamorphiques

• Âge précambrien

• Pas de couverture sédimentaire

• Tectoniquement stable

Les boucliers

(20)

Sommaire

Composantes physiographiques de l’écorce terrestre

• Boucliers – Précambriens – fracturés

• Massifs anciens – Paléozoïques

– Vieilles chaînes inactives érodées

• Plates-formes ou couvertures sédimentaires

– Paléozoïques et plus récent – Peu déformées, parfois failles

normales

• Chaînes de montagnes – Mézozoïques et Cénozoïques – Compression

– Plissements, nappes de charriages – Surrection

• Arcs insulaires – Cénozoïques

• Rift

• Plates-formes continentales – Marges stables

• Fosses océaniques

– Marges actives (collision, subduction)

• Plaines abyssales

• Volcans sous-marins, monts, guyots NB. Toutes Mézoïques et Cénozoïques

Continentales Océaniques