Chapitre 1 Les phénomènes géologiques, témoins de l'activité terrestre
I volcanisme et séismes, des témoins de l’activité interne du globe terrestre.
A Le volcanisme
1) description
Le volcanisme se manifeste par l’émission à la surface du globe de roches plus ou moins fondues mêlées à des gaz : le magma. Une fois arrivés en surface, les gaz du magma s’échappent tandis que la lave (roches fondues) et les particules solides s’accumulent pour former l’édifice volcanique. Certaines éruptions se caractérisent par des coulées de lave (volcans effusifs) tandis que d’autres donnent lieu à des explosions (volcans explosifs) qui projettent des matériaux solides sur des grandes distances.
Selon le type de lave (fluide ou pâteuse), les éruptions sont plus ou moins violentes et plus ou moins dangereuses.
Magma : mélange de lave et de gaz
Lave : roche en fusion émise à la surface de la Terre
Fusion : passage de l’état solide à l’état liquide
Nuée ardente : gaz brûlants transportant des cendres volcaniques, se déplaçant à très grande vitesse
Lahar : mélange de cendres volcaniques et d’eau provenant de la fonte rapide des glaciers lors d’une éruption
Le volcanisme est un phénomène d’origine profonde. Le magma issu de la fusion des roches en profondeur remonte et s’accumule dans un réservoir magmatique, à plusieurs km sous la surface. L’éruption est provoquée par la remontée du magma vers la surface, sous la pression des gaz qu’il contient.
B Les séismes
1) Description
Les séismes sont des ébranlements brefs, soudains et localisés de la surface du globe terrestre. Ils correspondent à la propagation de vibrations du sol depuis un point d’origine appelé le foyer. Ils peuvent provoquer de gros dégâts et faire des victimes, ainsi que déformer le paysage (éboulements, failles, glissement de terrain…) mais ce n’est pas toujours le cas. L’intensité des séismes peut être mesurée avec une échelle subjective (dégâts constatés et ressenti) : l’échelle de Mercali.
2) Le mécanisme à l’origine des séismes
En profondeur, les roches sont soumises à des contraintes (pression, écartement…). Sous l’effet de ces contraintes, les roches se déforment et accumulent de l’énergie parfois pendant des siècles. Quand les contraintes deviennent trop importantes, les roches cassent à l’endroit où elles sont le plus fragiles (=faille). L’énergie emmagasinée est alors libérée sous forme de vibrations appelées ondes sismiques qui partent de la zone de rupture (=foyer) et se dispersent ensuite dans toutes les directions.
L’énergie libérée constitue la magnitude du séisme, qui est mesurée sur l’échelle de Richter.
Définitions :
Contraintes : ensemble des forces s’exerçant sur une roche
Séisme : tremblement de terre
Faille : cassure dans une roche
Foyer : lieu en profondeur où débute le séisme
Epicentre : premier point touché par les ondes sismiques, à la verticale du foyer du séisme
II tectonique des plaques et dynamique interne du globe terrestre.
A L’organisation géologique de la Terre
1 l’organisation géologique en surface
L’activité géologique n’est pas répartie au hasard à la surface du globe : les volcans et les séismes ont lieu au niveau des fosses océaniques, des dorsales océaniques et des chaînes de montagnes. Leur répartition découpe la surface du globe en 12 vastes ensembles sans activité géologique : les plaques lithosphériques ou plaques tectoniques limitées par 3 types de frontières qui concentrent toute l’activité sismique et volcanique :
·Dorsale océanique
·Fosse océanique
·Chaîne de montagne
I volcanisme et séismes, des témoins de l’activité interne du globe terrestre.
A Le volcanisme
1) description
Le volcanisme se manifeste par l’émission à la surface du globe de roches plus ou moins fondues mêlées à des gaz : le magma. Une fois arrivés en surface, les gaz du magma s’échappent tandis que la lave (roches fondues) et les particules solides s’accumulent pour former l’édifice volcanique. Certaines éruptions se caractérisent par des coulées de lave (volcans effusifs) tandis que d’autres donnent lieu à des explosions (volcans explosifs) qui projettent des matériaux solides sur des grandes distances.
Selon le type de lave (fluide ou pâteuse), les éruptions sont plus ou moins violentes et plus ou moins dangereuses.
Définitions :
Magma : mélange de lave et de gaz
Lave : roche en fusion émise à la surface de la Terre
Fusion : passage de l’état solide à l’état liquide
Nuée ardente : gaz brûlants transportant des cendres volcaniques, se déplaçant à très grande vitesse
Lahar : mélange de cendres volcaniques et d’eau provenant de la fonte rapide des glaciers lors d’une éruption
2) Le mécanisme des éruptions volcaniques
Le volcanisme est un phénomène d’origine profonde. Le magma issu de la fusion des roches en profondeur remonte et s’accumule dans un réservoir magmatique, à plusieurs km sous la surface. L’éruption est provoquée par la remontée du magma vers la surface, sous la pression des gaz qu’il contient.
B Les séismes
1) Description
Les séismes sont des ébranlements brefs, soudains et localisés de la surface du globe terrestre. Ils correspondent à la propagation de vibrations du sol depuis un point d’origine appelé le foyer. Ils peuvent provoquer de gros dégâts et faire des victimes, ainsi que déformer le paysage (éboulements, failles, glissement de terrain…) mais ce n’est pas toujours le cas. L’intensité des séismes peut être mesurée avec une échelle subjective (dégâts constatés et ressenti) : l’échelle de Mercali.
2) Le mécanisme à l’origine des séismes
En profondeur, les roches sont soumises à des contraintes (pression, écartement…). Sous l’effet de ces contraintes, les roches se déforment et accumulent de l’énergie parfois pendant des siècles. Quand les contraintes deviennent trop importantes, les roches cassent à l’endroit où elles sont le plus fragiles (=faille). L’énergie emmagasinée est alors libérée sous forme de vibrations appelées ondes sismiques qui partent de la zone de rupture (=foyer) et se dispersent ensuite dans toutes les directions.
L’énergie libérée constitue la magnitude du séisme, qui est mesurée sur l’échelle de Richter.
Définitions :
Contraintes : ensemble des forces s’exerçant sur une roche
Séisme : tremblement de terre
Faille : cassure dans une roche
Foyer : lieu en profondeur où débute le séisme
Epicentre : premier point touché par les ondes sismiques, à la verticale du foyer du séisme
II tectonique des plaques et dynamique interne du globe terrestre.
A L’organisation géologique de la Terre
1 l’organisation géologique en surface
L’activité géologique n’est pas répartie au hasard à la surface du globe : les volcans et les séismes ont lieu au niveau des fosses océaniques, des dorsales océaniques et des chaînes de montagnes. Leur répartition découpe la surface du globe en 12 vastes ensembles sans activité géologique : les plaques lithosphériques ou plaques tectoniques limitées par 3 types de frontières qui concentrent toute l’activité sismique et volcanique :
·Dorsale océanique
·Fosse océanique
·Chaîne de montagne
Définitions :
Fosse océanique : dépression allongée sous-marine pouvant aller jusqu’à 11 km de profondeur.
Dorsale océanique : chaîne de montagne volcanique sous-marine de plus de 2 km de haut
2 l’organisation géologique en profondeur
La lithosphère est composée de 12 plaques lithosphériques qui se déplacent sur l’asthénosphère.
Au niveau des fosses océaniques, deux plaques se rapprochent : la plaque océanique s’enfonce sous l’autre plaque, c’est une zone de subduction.
Au niveau d’une dorsale océanique, deux plaques s’éloignent l’une de l’autre.
B les mouvements des plaques lithosphériques et leurs conséquence
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La théorie de « la tectonique des plaques »
• À partir de 1960, de nouvelles connaissances apportées par la géophysique permettent de réhabiliter la théorie de Wegener en apportant des arguments convaincants.
La connaissance du relief des fonds océaniques a permis la découverte :
- des dorsales, alignement de montagnes sous-marines d'origine volcanique ayant en leur centre un rift ou fossé ;
- des fosses à proximité de certains continents.
Enfin, si, au lieu de considérer les lignes de côte, l'on considère la limite du plateau continental (partie immergée des continents), le puzzle des continents s'emboîte parfaitement. Wegener avait donc raison dans les grandes lignes !
• Mac Kenzie et Parker, en 1967, Morgan et Le Pichon, en 1968 formulent la théorie de « la tectonique des plaques » qui découpe l'écorce terrestre en plaques lithosphériques mobiles.
c) Les déplacements des continents
• Au cours des temps géologiques, les mouvements des plaques ont modifié l'apparence de la Terre. Son visage actuel n'est qu'une étape dans son évolution.
• Il y a 250 millions d'années, à la fin de l'ère Primaire (Paléozoïque), il n'existait qu'un seul super continent appelé « Pangée » (du grec pan, tout et geo, terre). La Pangée était entourée d'un unique océan « Panthalassa » (toute la mer) qui pénétrait vers
La dislocation de la Pangée a commencé au milieu de l'ère secondaire, au Jurassique, il y a 165 Ma avec l'ouverture des océans Atlantique et Indien. Pendant que l'Amérique s'éloigne vers l'ouest, l'ensemble des continents remonte vers le nord. L'Afrique, l'Arabie et l'Inde se rapprochent de l'Eurasie ; ce mouvement ayant pour effet de fermer progressivement la Téthys, dont la mer Méditerranée est le dernier vestige.
• On sait maintenant que d'autres continents uniques ont existé dont l'un au début de l'ère primaire. Au cours de cette ère un cycle complet a eu lieu : fragmentation d'un unique continent, éloignement, rapprochement et reconstitution d'un nouveau super continent. Le second cycle commence environ 50 Ma après la fin du premier.
2. La place des océans
a) L'ouverture des océans
Au niveau des dorsales océaniques, l'agglomération, ou accrétion, de matériaux basaltiques entraîne l'agrandissement de la croûte océanique. La vitesse d'expansion océanique est variable : l'ouverture de l'océan Pacifique est la plus rapide, 10 à 16 centimètres par an à l'ouest du Chili ; celle de l'Atlantique est plus modeste, 2 centimètres par an.
b) La fermeture des océans
• La surface de la planète n'est pas en expansion, elle demeure globalement constante. Il en est de même pour la surface des continents. Il faut donc admettre que l'ouverture des océans est compensée par une disparition de croûte océanique.
• La fermeture de la mer Téthys continue de nos jours à la vitesse moyenne de 5 millimètres par an.
• Depuis le milieu de l'ère secondaire, l'océan Atlantique est en expansion car l'Amérique s'éloigne de l'Eurasie et de l'Afrique. Le raccourcissement a lieu autour de l'océan Pacifique dont la largeur diminue. Les plaques Pacifique, Nazca et des Cocos plongent sous les continents du pourtour par subduction. L'océan Pacifique se ferme donc plus vite qu'il ne se crée, alors que l'océan Atlantique ne fait que s'agrandir.
• On peut imaginer que dans une centaine de millions d'années, le Pacifique sera refermé et qu'un océan unique, l'Atlantique, entourera un continent unique à moins que l'activité interne de la Terre ne se modifie et n'entraîne un renversement de la situation à la surface.
3. La formation des chaînes de montagnes
Au niveau des frontières convergentes, lorsque le mouvement des plaques provoque la rencontre de deux continents, leur poids équivalent ne permet pas que l'un s'enfonce au-dessous de l'autre : il y a collision. Les roches sont alors comprimées, déformées, plissées et faillées, provoquant la surrection de chaînes de montagnes. Ainsi, les chaînes Alpines sont la conséquence de la collision de l'Afrique et de l'Europe, et l'Himalaya, toujours en formation, résulte de la collision de l'Inde et de l'Asie.
• Au niveau des zones de subduction, la plaque océanique glisse sous la plaque continentale qu'elle comprime et soulève tout en provoquant un important volcanisme. La Cordillère des Andes en est la meilleure illustration. Ce volcanisme est dit andésitique, du nom de la roche volcanique « andésite » présente dans les Andes.
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