La lithosphère est découpée en une douzaine de grandes plaques rigides qui se déplacent de quelques centimètres par an sur l’asthénosphère. Cette mobilité, longtemps contestée, est aujourd’hui mesurée directement. Elle s’accompagne de la création de lithosphère aux dorsales et de sa disparition dans les zones de subduction.
Une question sur ce cours ?
ULU, le tuteur d’ULUMINE, t’aide à partir de ce cours.
Objectifs
- Citer les arguments de la mobilité horizontale des plaques
- Expliquer la formation et l’évolution de la lithosphère océanique
- Décrire les caractéristiques d’une zone de subduction et son magmatisme
- Calculer une vitesse de déplacement de plaque
1. Des plaques qui se déplacent
- Au début du XXᵉ siècle, Alfred Wegener propose la dérive des continents (emboîtement des côtes, fossiles et roches identiques de part et d’autre de l’Atlantique), mais il ne peut expliquer le mécanisme.
- Dans les années 1960, l’étude des fonds océaniques montre des anomalies magnétiques disposées en bandes symétriques de part et d’autre des dorsales, et des sédiments de plus en plus âgés en s’éloignant de l’axe : le plancher océanique se forme à la dorsale (expansion océanique).
- Aujourd’hui, les mesures GPS permettent de mesurer en continu la vitesse et la direction de déplacement des plaques.
| Limite de plaques | Mouvement relatif | Exemple |
|---|---|---|
| Divergente (dorsale, rift) | Écartement | Dorsale médio-atlantique |
| Convergente (subduction, collision) | Rapprochement | Andes, Himalaya |
| Transformante | Coulissement | Faille de San Andreas (Californie) |
2. Aux dorsales : naissance de la lithosphère océanique
Sous la dorsale, le manteau chaud remonte. Il subit une décompression (la pression diminue alors que la température reste élevée), ce qui provoque sa fusion partielle : quelques pourcents seulement de la péridotite fondent. Le magma produit forme la croûte océanique : basalte (refroidissement rapide, en surface) et gabbro (refroidissement lent, en profondeur).
Au niveau des dorsales lentes (comme la dorsale médio-atlantique), l’activité magmatique est plus réduite : l’écartement peut mettre directement à l’affleurement des péridotites du manteau. En s’éloignant de la dorsale, la lithosphère océanique se refroidit, s’épaissit (le manteau lithosphérique s’épaissit) et devient plus dense.
3. Les zones de subduction
Devenue assez dense et âgée, la lithosphère océanique plonge dans le manteau sous une autre plaque : c’est la subduction. Elle se repère par :
- une fosse océanique profonde ;
- des séismes de plus en plus profonds en s’éloignant de la fosse, qui dessinent le plan de Wadati-Benioff (jusqu’à environ 700 km) ;
- une anomalie thermique : la plaque plongeante, froide, abaisse les isothermes ;
- un magmatisme sur la plaque chevauchante : volcans explosifs (andésites) et roches plutoniques (granitoïdes).
Pourquoi du magma au-dessus d’une plaque froide ?
- En s’enfonçant, la croûte océanique subit un métamorphisme : ses minéraux hydratés se déshydratent et libèrent de l’eau.
- Cette eau gagne le manteau de la plaque chevauchante et abaisse sa température de fusion.
- Le manteau hydraté fond partiellement : un magma riche en eau remonte.
Le magmatisme de subduction résulte de l’hydratation du manteau, pas de la fusion de la plaque plongeante elle-même (dans la plupart des cas).
4. Les zones de collision et le moteur des plaques
Lorsque l’océan s’est refermé par subduction, deux lithosphères continentales, de densités voisines et trop légères pour plonger durablement, s’affrontent : c’est la collision (Alpes, Himalaya). La croûte s’épaissit par raccourcissement et empilement, attestés par des plis, des failles inverses, des chevauchements et des nappes de charriage.
Le mouvement des plaques résulte de la convection du manteau, à laquelle participent les plaques elles-mêmes : la lithosphère océanique âgée, devenue plus dense, plonge en subduction et entraîne la plaque (mouvements descendants), ce qui contribue en retour aux remontées sous les dorsales.
5. Les points chauds
Certains volcans se trouvent loin des limites de plaques. Ils sont alimentés par un point chaud, une remontée de manteau chaud supposée fixe par rapport à la plaque qui se déplace au-dessus. Il en résulte un alignement de volcans de plus en plus âgés dans le sens du déplacement (exemple : archipel d’Hawaï).
v = d / t
À retenir
- Anomalies magnétiques symétriques, âge des sédiments et GPS prouvent la mobilité des plaques.
- Aux dorsales, la décompression du manteau provoque sa fusion partielle et forme la croûte océanique (basalte, gabbro).
- La lithosphère océanique se refroidit, s’épaissit et se densifie en s’éloignant de la dorsale, puis entre en subduction.
- Subduction : fosse, plan de Wadati-Benioff, magmatisme lié à l’hydratation du manteau de la plaque chevauchante ; collision : épaississement crustal par raccourcissement et empilement.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.