Géologie : tectonique

Géologie : tectonique des plaques

Introduction

La théorie de la tectonique des plaques (années 1960) explique la mobilité de la lithosphère terrestre et unifie la quasi-totalité des phénomènes géologiques : séismes, volcanisme, formation des montagnes, ouverture des océans.

I. La structure de la Terre

• Croûte : continentale (granitoïdes, ~30 km) ou océanique (basalte/gabbro, ~7 km).
• Manteau : péridotite ; supérieur (rigide en haut, ductile dans l'asthénosphère) + inférieur.
• Noyau : externe liquide (Fe-Ni), interne solide.

Découpage mécanique :

• Lithosphère : croûte + manteau supérieur rigide (~100 km).
• Asthénosphère : manteau ductile sur lequel "flottent" les plaques.

II. Les plaques tectoniques

~15 plaques majeures se déplaçant de 1 à 15 cm/an. Les frontières définissent trois grands types :

1. Frontières divergentes (dorsales océaniques)

• Expansion océanique : magma basaltique remonte, crée une nouvelle lithosphère océanique.
• Magnétisme : anomalies symétriques de part et d'autre de la dorsale (Vine & Matthews 1963) → preuve majeure.

2. Frontières convergentes (subduction et collision)

• Subduction : plaque océanique dense plonge sous une autre plaque → fosses, séismes profonds, arcs volcaniques (andesites).
• Collision continentale : formation de chaînes de montagnes (Himalaya, Alpes) avec épaississement crustal, métamorphisme HP/HT, ophiolites.

3. Frontières transformantes (coulissage)

Failles décrochantes (faille de San Andreas) → séismes superficiels.

III. Les moteurs de la tectonique

• Convection mantellique : transfert de chaleur depuis le noyau.
• Slab pull : poids de la plaque plongeante.
• Ridge push : poussée à la dorsale.

IV. Histoire de la théorie

• Wegener (1912) : « dérive des continents » à partir de la complémentarité des côtes, des fossiles communs (Mesosaurus), de la continuité géologique (Pangée).
• Idée rejetée car sans moteur.
• Années 1960 : exploration océanique (sismologie, magnétisme, paléomagnétisme) → théorie de l'expansion océanique (Hess) puis tectonique des plaques.

V. Le cycle de Wilson

Cycle d'ouverture/fermeture d'un océan :

1. Rifting continental (Mer Rouge actuelle).
2. Océan jeune.
3. Océan mature avec dorsale.
4. Subduction.
5. Collision (Himalaya actuel).

Définitions

• Plaque tectonique : portion rigide de lithosphère.
• Subduction : enfoncement d'une plaque sous une autre.
• Ophiolite : ancienne lithosphère océanique obductée sur un continent.
• Paléomagnétisme : magnétisation fossile des roches.

À retenir

La Terre est une planète active dont la surface se renouvelle en permanence par le jeu des plaques. La tectonique des plaques explique la distribution des séismes et volcans, la formation des montagnes et l'évolution des océans.