Plaques tectoniques

Pourquoi la théorie des plaques tectoniques a-t-elle été proposée ?

La théorie des plaques tectoniques a été proposée dans les années 1960 lorsque les sismographes ont enregistré les vibrations des tremblements de terre. Les sismographes ont d'abord été utilisés pendant la Seconde Guerre mondiale pour tester les bombes atomiques. Ils ont également permis de trouver les épicentres des tremblements de terre, ce qui a rendu possible le tracé des plaques tectoniques. La théorie de la tectonique des plaques répond à des questions telles que : pourquoi la géographie de la Terre change, pourquoi certains endroits sont sujets à certains dangers et pourquoi certains endroits ont des chaînes de montagnes.

Dérive des continents

En 1912, Alfred Wegener a suggéré que les continents de la Terre avaient été séparés d'un grand continent, appelé Pangée. Ce processus est appelé dérive des continents. Il a apporté de nombreuses preuves que les continents avaient dérivé, mais il n'a pas pu trouver de raisonnement suffisant pour le justifier.

Voici quelques-unes de ces preuves :

• Le charbon trouvé au Royaume-Uni. Le charbon a besoin d'environnements plus chauds et plus humides pour se former.
• Le fait que les pays ont la forme de pièces de puzzle et pourraient s'emboîter les uns dans les autres.

Fig. 2 - Dérive des continents

L'étalement du plancher océanique

La théorie des plaques tectoniques est également étayée par le paléomagnétisme (l'étude des roches et sédiments magnétiques pour comprendre le champ magnétique de la Terre). Lorsque les roches se forment et refroidissent, les grains magnétiques s'alignent dans la direction des pôles magnétiques. Les pôles de la Terre changent périodiquement. Les scientifiques ont analysé les roches du sol océanique et ont constaté que les signatures magnétiques de certaines roches étaient dans des directions opposées, même si elles étaient côte à côte. Dans les années 1940, les scientifiques ont émis l'hypothèse que le magma remplissait l'espace avec des roches présentant un nouvel alignement magnétique lorsque les plaques tectoniques s'éloignaient l'une de l'autre. C'est ce qu'on appelle l'étalement du plancher océanique.

Comment les plaques tectoniques flottent-elles sur le manteau ?

Les plaques tectoniques peuvent flotter sur le manteau en raison de la composition des roches qu'elles contiennent. Elles sont ainsi moins denses que le manteau. La croûte continentale est formée de roches granitiques qui comprennent du quartz, du feldspath et d'autres matériaux relativement légers composés principalement de silicium et d'aluminium. La croûte océanique est constituée de roches basaltiques et d'autres matériaux principalement composés de silicium et de magnésium. La croûte océanique est beaucoup plus dense mais nettement plus fine que la croûte continentale. L'épaisseur de la croûte continentale peut atteindre 100 km, tandis que celle de la croûte océanique est d'environ 5 km.

Pourquoi les plaques tectoniques se déplacent-elles ?

Les plaques tectoniques se déplacent sous l'effet de la convection du manteau, de la subduction et de la traction des plaques.

La convection du manteau

Pour bien saisir le concept de convection du manteau, il est important de comprendre la structure du noyau interne de la Terre. La couche supérieure de la Terre est la croûte dure et fragile. Sous la croûte se trouve le manteau, qui constitue la majeure partie du volume de la Terre. Il est composé principalement de fer, de magnésium et de silicium. La température du manteau varie entre 1000°C près de la croûte et 3700°C près du noyau. Le noyau externe est constitué de fer et de nickel liquides, tandis que le noyau interne est constitué de fer et de nickel solides, plus denses et plus chauds, atteignant 5400°C.

Fig. 3 - La structure interne de la Terre

Le processus de convection du manteau implique le réchauffement de la roche liquide du manteau par le noyau. Cette roche liquide chaude monte vers la croûte parce que sa densité diminue. Cependant, lorsqu'elle atteint le sommet, elle ne peut pas traverser la croûte et se déplace donc latéralement le long de celle-ci. La plaque se déplace alors en raison du frottement entre le courant de convection et la croûte. La roche liquide se refroidit, s'enfonce et le processus se répète.

Fig. 4 - Les courants de convection créent un mouvement par frottement.

La subduction et la traction des plaques

La subduction est le processus par lequel deux plaques se rencontrent et la croûte océanique, plus dense, est poussée sous l'autre. La croûte océanique froide est plus dense que le manteau chaud et finit par s'enfoncer sous l'effet de la gravitation. Ce processus est appelé "slab pull". Il provoque des mouvements tectoniques en entraînant le reste de la plaque.

Quelles sont les conséquences du mouvement des plaques tectoniques ?

Le mouvement des plaques tectoniques les unes par rapport aux autres entraîne des processus tectoniques, c'est-à-dire des interactions entre les plaques tectoniques qui ont un impact sur la structure de la croûte terrestre. Les processus tectoniques peuvent entraîner des risques tectoniques. Ils sont responsables de la majorité des tremblements de terre, de l'activité volcanique et des tsunamis. Les risques tectoniques sont alors considérés comme des catastrophes naturelles lorsqu'ils causent des dommages importants aux sociétés ou aux communautés (tels que des pertes de vies humaines, des blessures et des dommages aux infrastructures), et qu'elles ne peuvent plus y faire face en utilisant leurs propres ressources.

Quels sont les différents types de limites de plaques tectoniques ?

Les types de frontières de plaques comprennent les frontières de plaques divergentes, convergentes et conservatrices. Une limite de plaque est un endroit où deux plaques tectoniques se rencontrent.

Limite de plaque divergente

Fig. 5 - Séparation d'une limite de plaque divergente

Aux limites de plaques divergentes (également appelées limites de plaques constructives), les plaques s'éloignent l'une de l'autre. Cela se produit lorsque le courant de convection du manteau écarte les plaques, générant un espace entre les deux, ce qui entraîne le remplissage du magma et la production d'une nouvelle croûte. La plupart sont situées au niveau des dorsales océaniques et génèrent des tremblements de terre de faible magnitude. Les frontières divergentes entre les plaques continentales forment souvent des vallées de rift.

Frontière de plaque convergente

Fig. 6 - Les frontières de plaques convergentes sont destructrices.

Lesfrontières de plaques convergentes/destructrices sont celles où les plaques se déplacent l'une vers l'autre. Lorsqu'une croûte océanique et une croûte continentale se rencontrent, la croûte océanique, plus dense, est poussée sous la croûte continentale (on parle aussi de subduction). Les plaques glissent l'une sur l'autre, et ce processus peut entraîner des tremblements de terre et une activité volcanique, car la friction entre les deux plaques augmente et se libère. La croûte océanique qui se trouve en dessous est détruite au cours de ce processus. Lorsqu'une croûte océanique rencontre une autre croûte océanique, il y a également subduction. Des arcs insulaires et des fosses océaniques sont souvent créés. Lorsque des plaques continentales entrent en collision, l'une ou l'autre des plaques, ou les deux, peuvent également se déformer, ce qui entraîne la formation de chaînes de montagnes.

Limite de plaque conservatrice

Fig. 7 - Les limites de plaques conservatrices glissent l'une sur l'autre.

Les régions où les plaques glissent l'une sur l'autre dans le sens horizontal sont appelées frontières conservatrices des plaques ou frontières transformatrices des plaques. En raison de l'irrégularité de la surface des plaques causée par les roches, la friction et la pression s'accumulent, et les plaques finissent par glisser l'une sur l'autre, ce qui provoque de fréquents tremblements de terre. Les roches des plaques sont pulvérisées et créent souvent des vallées de faille ou des canyons sous-marins.