Exercices: La tectonique des plaques

Expliquer ce qu'est une plaque lithosphérique et citer le nom de trois plaques : une qui porte l'Europe, une américaine et une presque entièrement océanique.

Le schéma représente les trois types de limites qui peuvent exister entre deux plaques lithosphériques. Indiquer quel type de limite (divergente, convergente ou transformante) correspond à chaque numéro et expliquer ce qui arrive aux plaques dans chaque cas.

Dire si l'affirmation suivante est vraie ou fausse et la justifier : « Les continents se déplacent parce que les plaques lithosphériques sur lesquelles ils reposent se déplacent. »

Citer et décrire brièvement deux forces qui contribuent au mouvement des plaques lithosphériques.

Dans les zones de subduction, une plaque s'enfonce sous une autre. Décrire deux phénomènes géologiques associés à ces zones et donner un exemple réel de zone de subduction.

La faille de San Andreas, en Californie, est une limite transformante. Expliquer quel mouvement relatif ont les plaques à ce type de limite, quel risque il engendre et pourquoi il ne s'y forme pas de volcans.

Un navire océanographique enregistre les anomalies magnétiques du fond marin le long d'un profil perpendiculaire à une dorsale océanique. Les données révèlent que la dernière inversion magnétique globale (survenue il y a $780\ 000$ ans) se trouve dans des bandes basaltiques situées à $15,6\ \text{km}$ à l'est et à $15,6\ \text{km}$ à l'ouest du rift central.

1. a) Justifier comment la symétrie des bandes magnétiques s'explique par le refroidissement du magma et expliquer pourquoi ce motif a constitué la preuve décisive de l'expansion des fonds océaniques.
2. b) Calculer la vitesse d'expansion totale de ce fond océanique (en $\text{cm/an}$).
3. c) Si, sur une autre dorsale, la même anomalie d'il y a $780\ 000$ ans se situe à $62,4\ \text{km}$ du rift, interpréter quelles différences existent entre les deux marges en ce qui concerne le taux de production de croûte et le dynamisme tectonique.

Les mesures paléomagnétiques et par satellite confirment que la dorsale médio-atlantique produit de la nouvelle lithosphère océanique à une vitesse d'écartement total d'environ $2,5\ \text{cm/an}$, ce qui a permis l'élargissement de l'océan Atlantique depuis la fragmentation de la Pangée.

1. a) Un élève propose la déduction suivante : « Puisque les dorsales océaniques du monde entier produisent de la croûte en continu, le volume et la surface de la Terre doivent avoir augmenté de façon constante au cours des $200$ derniers millions d'années. » Réfuter son hypothèse en expliquant quel processus compense la création de lithosphère et à quel type de limites lithosphériques il a lieu.
2. b) Si la distance actuelle entre les côtes de l'Afrique occidentale et de l'Amérique du Nord à cette latitude est d'environ $4\ 500\ \text{km}$, estimer il y a combien de millions d'années l'océan Atlantique a commencé à s'ouvrir dans cette région, en supposant cette vitesse constante.
3. c) Prévoir et justifier comment varieront l'âge des roches et l'épaisseur des sédiments marins lorsqu'on se déplace de l'axe de la dorsale vers la marge continentale africaine.

Dans les parties les plus hautes de l'Everest (au-dessus de $8\ 000\ \text{m}$ d'altitude) existent des strates de calcaires contenant de nombreux fossiles marins du Mésozoïque. En même temps, malgré la violence des séismes dans la chaîne de l'Himalaya, on n'observe pas de volcanisme actif en surface, contrairement à ce qui se passe dans la cordillère des Andes.

1. a) Justifier, en termes de densité et de flottabilité, pourquoi la collision entre la plaque indienne et la plaque eurasiatique n'entraîne pas la subduction de la lithosphère continentale, en expliquant quel phénomène de déformation de la croûte remplace la subduction.
2. b) Expliquer la succession d'événements tectoniques qui permet que d'anciens sédiments marins de l'océan de la Téthys se trouvent aujourd'hui au sommet le plus élevé de la planète.
3. c) Argumenter pourquoi il y a des dizaines de volcans actifs dans les Andes et aucun dans l'Himalaya, en reliant la présence ou l'absence de magmatisme d'arc au devenir thermique et à la fusion de la plaque qui entre en collision.