Tectonique des plaques

La surface terrestre est découpée en plaques mobiles : leur déplacement explique la dérive des continents, les volcans et les séismes.

1 L'idée

En 1912, Alfred Wegener remarque que les contours des continents s'emboîtent comme un puzzle et propose la dérive des continents. La théorie de la tectonique des plaques (années 1960) lui donne raison et en fournit le mécanisme : la surface du globe est découpée en une douzaine de plaques lithosphériques rigides qui se déplacent lentement les unes par rapport aux autres, entraînées par les mouvements du manteau.

2 Les plaques lithosphériques

La lithosphère (croûte terrestre + partie supérieure du manteau) est divisée en plaques rigides qui glissent sur l'asthénosphère, zone du manteau suffisamment plastique pour permettre leurs déplacements. Les plaques se déplacent à 1 à 10 cm par an, vitesse aujourd'hui mesurée par GPS. On distingue deux types de croûte :

Croûte continentale : roches de type granite, peu dense, épaisse (30 à 70 km).
Croûte océanique : roches de type basalte, plus dense, mince (~7 km).

3 Les preuves de la dérive des continents

Complémentarité des côtes

Les côtes est de l'Amérique du Sud et ouest de l'Afrique s'emboîtent géométriquement → les deux continents étaient autrefois réunis, puis se sont séparés par dérive.

Fossiles communs sur deux continents séparés

Le reptile Mesosaurus (~280 Ma), incapable de traverser un océan, est retrouvé au Brésil et en Afrique du Sud → ces continents étaient jadis réunis.

Traces de glaciation sous les tropiques

Des roches striées par d'anciens glaciers ont été trouvées en Afrique équatoriale → cette région était proche du pôle Sud dans le passé, confirmant un déplacement des continents.

4 Dorsales et subduction : les deux types de frontières

Dorsales — zones de divergence : deux plaques s'écartent. Du magma remonte, se solidifie et crée de la nouvelle croûte océanique : c'est l'expansion océanique. Plus on s'éloigne de la dorsale, plus les roches du plancher sont âgées. Cela s'accompagne d'un volcanisme sous-marin et de séismes peu profonds.

Subduction — zones de convergence : une plaque océanique (dense) entre en contact avec une plaque continentale (moins dense) et plonge dans le manteau. Il en résulte :

une fosse océanique très profonde ;
une chaîne de volcans en arrière de la fosse (la plaque plongeante se déshydrate, ce qui provoque la fusion partielle du manteau sus-jacent) ;
des séismes profonds et violents le long du plan de plongée (plan de Wadati-Benioff).

La subduction détruit autant de croûte océanique que les dorsales en créent : la superficie de la Terre reste constante.

Méthode — identifier un type de frontière de plaques

Divergence (dorsale) : chaîne volcanique sous-marine, roches jeunes au centre, séismes peu profonds → les plaques s'écartent et créent de la croûte océanique.
Convergence (subduction) : fosse océanique profonde + chaîne volcanique continentale parallèle + séismes de plus en plus profonds vers l'intérieur → subduction.
Mémo densité : basalte (océanique, dense) plonge toujours sous granite (continental, moins dense).

Erreurs fréquentes

Ce sont les plaques entières qui se déplacent, pas uniquement les continents : un continent est « porté » par sa plaque.
La subduction implique obligatoirement une plaque océanique. Deux plaques continentales ne subductent pas : elles entrent en collision et forment des montagnes (ex. : Himalaya).
Wegener a décrit la dérive mais n'a pas su en expliquer le moteur. La convection du manteau, mécanisme moteur, a été démontré dans les années 1960.
Une dorsale est une chaîne volcanique sous-marine : ne pas la confondre avec un volcan terrestre.