Introduction :
La lithosphère est la partie superficielle du globe qui possède un comportement mécanique rigide. Elle englobe la croute, et une petite partie du manteau. Cette lithosphère est fragmentée en plaques.
Sous la lithosphère se trouve l’asthénosphère, qui, à cause de ses caractéristiques physiques, subit des mouvements en son sein : des mouvements de convection.
Cette convection asthénosphérique va entrainer le déplacement des plaques lithosphériques sus-jacentes. Ainsi, certaines plaques vont s’écarter, tandis que d’autres vont au contraire converger : c’est la tectonique des plaques. Ces déplacements seront responsables de phénomènes géologiques aux limites de plaques, comme le volcanisme ou les séismes.
Pb- Quelles sont les preuves et les conséquences des mouvements lithosphériques sur la surface de la Terre ?
La mobilité des continents fut envisagée pour la première fois par Alfred Wegener au début du XXe siècle. Mais c’est seulement dans les années 60 que l’expansion océanique fut démontrée grâce à l’étude des anomalies magnétiques.
Depuis le XVe siècle les navigateurs utilisent les propriétés d’orientation des aiguilles aimantées (la boussole). Ces propriétés traduisent l’existence d’un champ magnétique naturel lié au globe terrestre.
Le champ magnétique terrestre est dipolaire c'est-à-dire qu’il est possible de définir un pôle nord et un pôle sud. Il se mesure en nanotesla.
Le champ magnétique terrestre
1) La fossilisation du champ magnétique terrestre.
Il existe dans le basalte des minéraux capables d’acquérir une aimantation, comme par exemple la magnétite. L’orientation du champ magnétique de ces minéraux est la même que celle du champ magnétique présent au moment de leur cristallisation. Ces minéraux ont donc la possibilité d’enregistrer l’orientation du champ magnétique terrestre au moment de leur formation. On parle alors de champ magnétique fossile ou de paléomagnétisme.
2) Les inversions du champ magnétique.
On sait depuis le début du XXe siècle que le champ magnétique terrestre s’est inversé plusieurs fois au cours de l’histoire de la Terre. On distingue alors les périodes de « polarité normale » durant lesquelles le champ magnétique était orienté dans le même sens qu’aujourd’hui, et les périodes de « polarité inverse » durant lesquelles le champ magnétique était inversé par rapport à l’actuel (cf. figure ci-contre).
Les inversions récentes du champ magnétique
3) L’enregistrement des anomalies magnétiques de part et d’autre de la dorsale.
Dans les années 60, des magnétomètres d’une grande précision ont été mis au point, ce qui a permis de dresser des profils magnétiques précis des océans.
Les relevés magnétiques montrent des anomalies remarquables : il s’agit de bandes grossières, parallèles à l’axe de la dorsale et qui présentent alternativement un champ magnétique plus fort que la valeur attendue (anomalie positive) ou plus faible (anomalie négative). Ces bandes de largeurs variables sont disposées de manière symétrique par rapport à la dorsale.
Anomalies magnétiques sur le plancher océanique
Ces anomalies sont dues à l’influence des basaltes de la croute océanique : leur champ magnétique se soustrait (anomalie négative) ou s’additionne (anomalie positive) au champ magnétique terrestre.
Ces constatations montrent le fait que certains basaltes ont cristallisé en période normale (où on trouve les anomalies positives) alors que d’autres ont cristallisé en période inverse (où on trouve les anomalies négatives). Les basaltes de la croute océanique ont donc forcément des âges différents selon la distance à la dorsale. Ceci prouve donc l’accrétion progressive de la croute océanique au niveau des dorsales.
De plus, l’étude de ces anomalies permet de calculer la vitesse de cette expansion.
1) Les points chauds, des régions volcaniques situées en position intra-plaque.
La majorité du volcanisme terrestre est située sur les limites des plaques lithosphériques, au niveau des zones de subduction et des dorsales océaniques… Cependant il existe également du volcanisme intra-plaque, au niveau de zones qui sont qualifiées de points chauds.
C’est le cas par exemple de certains archipels volcaniques connus comme Hawaii ou la Polynésie Française, mais les points chauds peuvent également être situés en domaine continental : c’est le cas par exemple du volcanisme récent de la chaine des Puys en Auvergne.
Le volcanisme de point chaud, lorsqu’il est océanique, donne en général naissance à des archipels qui sont constitués d’îles alignées de façon linéaire.
2) L’étude des alignements insulaires.
Dans un archipel océanique volcanique correspondant à un point chaud, il n’y a en général qu’à l’extrémité de l’archipel où les volcans sont actifs. Si on date l’âge du volcanisme dans les différentes îles, on se rend compte que plus l’île est éloignée de l’extrémité active de l’archipel, plus le volcanisme est ancien.
On suppose en général qu’un point chaud est fixe par rapport au manteau terrestre. Ces alignements sont interprétés comme étant la trace du déplacement des plaques lithosphériques au-dessus d’un point chaud. On confirme cette hypothèse en constatant que les alignements sont en général à peu près perpendiculaires à l’axe des dorsales et aux bandes d’anomalies magnétiques. Ces alignements insulaires permettent de calculer des vitesses absolues de déplacements des plaques par rapport au manteau terrestre.
Mécanisme de formation des alignements insulaires liés aux points chauds
Grâce à des navires foreurs, les scientifiques ont réalisé un grand nombre de forages dans les sédiments nappant les fonds océaniques de la planète.
Ces forages permettent de vérifier que :
-Les sédiments en contact avec le plancher océanique sont de plus en plus anciens lorsque l’on s’éloigne de l’axe de la dorsale,
-l’épaisseur des sédiments est de plus en plus importante lorsque l’on s’éloigne de l’axe de la dorsale.
Ces données confirment donc que plus on s’éloigne de l’axe de la dorsale, plus la croute océanique est ancienne, ce qui confirme que les océans sont en expansion.
Grâce aux âges des sédiments, on peut calculer les vitesses d’expansion océanique.
Depuis la fin du XXe siècle, les avancées techniques ont permis de mettre au point un système de positionnement grâce à des satellites en orbite autour de la Terre : le GPS ou GéoPositionnement par Satellite.
Ce système utilise des balises fixes posées au sol, dont la position en longitude, latitude et altitude est calculée en continu par un ensemble de satellites, grâce au principe de la triangulation.
Le GPS permet des mesures quasi-instantanées et très précises (au millimètre près) du déplacement des plaques lithosphériques.
