Chapitre 2 : Phénomènes géologiques et risques naturels

Introduction

Rappel

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Problème : Comment peut-on expliquer la répartition des séismes et des volcans à la surface de notre planète ?

I Répartition des séismes et des volcans à la surface de la Terre.

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Définitions :

Fosse océanique : Relief en creux situé au fond des océans, les plus profondes peuvent atteindre 11 000 m de profondeur alors que la profondeur moyenne des océans n'est que de 3500 m

Dorsale océanique : chaîne de montagne volcanique sous-marine de plus de 2000 m de haut.

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Carte représentant la répartition des séismes et des volcans actifs à la surface du globe terrestre.

Bilan : Les séismes et les éruptions volcaniques n'ont pas lieu au hasard à la surface du globe : leur répartition découpe la surface du globe en 12 vastes ensembles sans activité géologique appelées les plaques lithosphériques ou plaques tectoniques. L'activité géologique est donc concentrée aux limites (ou frontières) des plaques, au niveau de reliefs du globe terrestre : les fosses océaniques, les dorsales océaniques et les chaînes de montagnes.

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II L'origine des séismes et du volcanisme.

A La structure verticale des plaques tectoniques.

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(source https://www.cap-concours.fr)

Les plaques terrestres ont une épaisseur d'environ 150 km en milieu continental (100 km en milieu océanique). Ces plaques constituées d'une couche appelée lithosphère sont très rigides et elles reposent sur l'asthénosphère, couche de roches moins rigides car plus chaudes (il fait environ 1300°C à cette profondeur). Les plaques tectoniques sont donc également appelées plaques lithosphèriques.

BILAN: la partie externe de la Terre est formée de plaques lithosphèriques (constituées de la lithosphère : couche de roches rigides reposant sur l’asthénosphère qui l’est moins).

 

B Les plaques sont mobiles les unes par rapport aux autres.

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Jusqu'au début du XXe siècle, les géologues attribuent aux continents une position fixe et immuable. Mais en 1912, Alfred Wegener remet cette vision en cause et propose une théorie qui bouleverse les conceptions scientifiques de l'époque.

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Selon lui, toutes les terres émergées étaient regroupées à la fin de l’ère primaire (-570 MA à -245 MA) en un très grand continent qu’il appelle la Pangée.

Les continents actuels seraient des blocs provenant de la Pangée, qui auraient dérivé à la surface du globe : c'est la théorie de la dérive des continents.

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 Source : http://svtsite.free.fr/spip.php?article39

Mais Wegener n'avait aucune preuve pouvant prouver sa théorie et aucune idée du moteur permettant aux continents de se déplacer et il mourut rejeté par toute la communauté scientifique.

De nos jours, la technologie a beaucoup évoluée et la théorie d'Alfred Wegener a été vérifiée grâce aux satellites GPS.

Chaque année depuis une vingtaine d'année, on calcule la distance entre différentes stations présentes sur différents continents.

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Carte mondiale des vecteurs de vitesse de déplacement des différentes stations.

Les stations sont les points rouges et les flèches noires représentent la direction et le sens de déplacement.

C des mouvements verticaux à l'origine des déplacements des plaques tectoniques.

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La Terre est un objet chaud, situé dans un environnement (le milieu interplanétaire) froid. Depuis sa formation, il y a 4,55 milliards d’années, elle tend donc à se refroidir, en évacuant sa chaleur vers l’extérieur. Son refroidissement est d’autant plus lent qu’elle produit constamment de la chaleur par désintégration d’éléments radioactifs. Afin d’évacuer sa chaleur, la Terre a adopté un mécanisme de convection thermique, c'est à dire avec transfert de matière. Des courants de matière chaude et légère montent depuis les profondeurs vers la surface. Des courants de matière froide et dense suivent le chemin inverse. 

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Les mouvements de convection (Source https://edu.obs-mip.fr/)

C’est au niveau des plaques lithosphèriques que s’opère le refroidissement. Les courants montants alimentent les dorsales océaniques et les courants descendants se localisent au niveau des fosses océaniques. Les plaques lithosphériques "flottent" sur l’asthénosphère, plus chaude et moins rigide et se déplacent les unes par rapport aux autres, poussées par les mouvements de convection.

Bilan : au niveau des dorsales océaniques, les roches de l'asthénosphère, plus chaudes et moins denses remontent sous forme de magma. En arrivant en surface, le magma refroidit et forme de nouvelles roches qui intégrent la plaque lithosphérique. Petit à petit, les roches les plus anciennes sont poussées par l'arrivée de roches plus jeunes et les plaques se déplacent horizontalement.

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modélisation du mécanisme de déplacement des plaques au niveau des dorsales (source https://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=geo-0014-1)

 

III Une planète en perpétuelle évolution, conséquence des mouvements des plaques.