Thème I : La Géologie - La Tectonique Globale

Jeu de fiches de révision complètes sous forme de questions et réponses couvrant l'ensemble du cours sur la géologie et la tectonique globale : structure interne de la Terre, dérive des continents de Wegener, expansion océanique de Hess, théorie des plaques, types de mouvements et leurs conséquences géodynamiques.

Quelle hypothèse Alfred Wegener a-t-il émise en 1912 concernant la disposition originelle des continents ?

Il a affirmé que tous les continents formaient autrefois un unique supercontinent nommé la Pangée.

Quelles sont la densité et l'épaisseur moyenne de la croûte (ou écorce) terrestre continentale ?

Elle présente une densité comprise entre $2{,}7$ et $2{,}9$, et une épaisseur moyenne de $30\,\text{km}$ au niveau des continents.

Qu'illustre ce schéma en coupe et quelles sont les principales couches et discontinuités représentées ?

Il illustre la structure interne du globe terrestre, montrant la croûte, le manteau supérieur, l'asthénosphère, le manteau interne, le noyau externe, le noyau interne (graine), ainsi que les discontinuités de Mohorovičić, de Gutenberg ($2900\,\text{km}$) et de Lehmann.

Quelles sont les trois zones composant le manteau terrestre et jusqu'à quelle profondeur s'étend-il ?

Il est composé du manteau supérieur, du manteau moyen (asthénosphère) et du manteau inférieur (ou mésosphère), s'étendant jusqu'à $2900\,\text{km}$ de profondeur.

Quelle est la définition de la lithosphère et quelle est son épaisseur moyenne ?

La lithosphère est l'enveloppe rigide externe formée par la croûte terrestre et le manteau supérieur ; son épaisseur moyenne est de $100\,\text{km}$.

Qu'est-ce que l'asthénosphère et quelles sont ses caractéristiques physiques ?

C'est la couche correspondant au manteau moyen, située entre $100\,\text{km}$ et $700\,\text{km}$ de profondeur ; elle est visqueuse ou plastique car ses roches sont très partiellement fondues.

Comment s'opposent la lithosphère océanique et la lithosphère continentale en matière de déformabilité et de densité ?

La lithosphère océanique est très rigide et dense, tandis que la lithosphère continentale est relativement déformable.

Quelle est la différence fondamentale entre la tectonique analytique et la tectonique globale ?

La tectonique analytique étudie les déformations locales (failles, plis, nappes de charriage), tandis que la tectonique globale étudie les déformations d'ensemble à l'échelle du globe terrestre (formation des chaînes de montagnes, volcans, séismes).

Comment circulent les courants de convection qui animent les plaques tectoniques dans l'asthénosphère ?

Ils circulent de bas en haut à la verticale des dorsales océaniques, horizontalement sous les plaques, puis de haut en bas au niveau des zones de subduction.

Quels exemples de plaques purement océaniques et continentales sont répertoriés dans le cours ?

Plaques océaniques : Pacifique, Nazca, Antarctique, Cocos, Juan de Fuca ; Plaques continentales (ou mixtes) : Africaine, Sud-américaine, Eurasienne, Nord-Américaine, Indienne, Arabique, Somalienne.

Quel est l'énoncé textuel de la théorie de la dérive des continents formulée par Alfred Wegener ?

« Les continents occupent aujourd'hui une place différente de celle qu'ils ont occupée par le passé. Ils se sont déplacés à la surface du globe en poussant devant eux des matériaux sous forme de rides qui ont formé des chaînes de montagnes. »

En quels deux blocs géants la Pangée s'est-elle disloquée au Trias (il y a $200$ millions d'années) ?

Elle s'est divisée en deux supercontinents : la Laurasie au Nord et le Gondwana au Sud.

En quoi consiste l'argument paléontologique utilisé par Wegener en prenant l'exemple du Mésosaure ?

Le Mésosaure était un reptile d'eau douce du Permien incapable de traverser l'océan à la nage ; or, on retrouve ses fossiles à la fois en Afrique et en Amérique du Sud, ce qui prouve que ces deux masses continentales étaient autrefois soudées.

Quels sont les arguments pétrographique et géographique (paléoclimatique) avancés par Wegener ?

L'argument pétrographique met en évidence la continuité des formations rocheuses et séries stratigraphiques entre l'Afrique de l'Ouest et l'Amérique du Sud ; l'argument géographique montre des traces glaciaires communes datant du Carbonifère.

Quelles étaient les deux insuffisances majeures qui ont valu à la théorie de Wegener d'être rejetée en 1920 ?

Wegener n'a pas su identifier la nature des forces motrices capables de provoquer de tels déplacements horizontaux, et il n'a pas pu expliquer la constance du rayon du globe terrestre.

Qu'est-ce qu'un rift océanique ?

C'est un fossé d'effondrement situé au centre d'une dorsale océanique, siège d'une intense activité volcanique de type basaltique d'où naît le plancher océanique.

Comment se comportent l'âge et l'épaisseur des sédiments lorsqu'on s'éloigne de la dorsale océanique vers les continents ?

Les sédiments sont absents ou très minces au niveau du rift, puis ils deviennent progressivement plus épais et de plus en plus anciens à mesure qu'on se rapproche des continents.

Comment distingue-t-on une marge active d'une marge passive ?

Une marge est dite active lorsqu'elle comporte une zone de subduction ; elle est dite passive lorsque la transition entre la croûte continentale et la croûte océanique est directe et continue (sans subduction).

Quel est l'énoncé de la théorie de l'expansion des fonds océaniques (théorie du tapis roulant) de Harry Hess ?

« Le fond des océans tel que l'Atlantique se forme au niveau du rift, s'éloigne progressivement de ces rifts et disparaît dans les fosses océaniques des marges actives. »

Quels sont les trois arguments majeurs confirmant la théorie de l'expansion des fonds océaniques de Harry Hess ?

1. La disposition des sédiments (plus anciens et épais vers les marges) ; 2. L'âge absolu symétrique et croissant des basaltes de part et d'autre du rift ; 3. L'alternance symétrique des bandes d'anomalies magnétiques positives et négatives par rapport au rift.

Combien de plaques rigides composent la lithosphère selon la tectonique globale et à quelle vitesse se déplacent-elles ?

La lithosphère est découpée en une douzaine de plaques (7 grandes plaques et 5 autres petites) se déplaçant à une vitesse de quelques centimètres par an.

Quel est l'énoncé de la théorie des plaques formulée par Morgan et Le Pichon ?

« Le globe terrestre est constitué d'un certain nombre de blocs lithosphériques rigides appelés plaques qui se déplacent sur l'asthénosphère visqueuse. »

Quel phénomène tectonique se déroule aux frontières divergentes telles que la dorsale médio-atlantique ?

Il s'y produit une accrétion océanique (formation de nouveau plancher océanique) accompagnée de l'écartement des plaques et de l'ouverture progressive des océans.

Quel type de mouvement tectonique et quelle structure géologique sont représentés sur ce schéma ?

Il représente un mouvement de coulissage (déplacement latéral horizontal) de deux plaques transformantes le long d'une faille transformante.

Quels sont les trois facteurs (moteurs) responsables de la mobilité des plaques lithosphériques ?

Les courants de convection, la radioactivité (dégagement de chaleur interne) et la pression lithostatique.

Quels sont les principaux phénomènes géodynamiques qui caractérisent une zone de subduction ?

Des séismes à foyer profond, la formation de chaînes de montagnes plissées et faillées avec charriages, un métamorphisme généralisé des roches sédimentaires et un volcanisme explosif.

Qu'est-ce que l'obduction et quelle est sa conséquence pétrologique caractéristique ?

C'est le chevauchement anormal d'une croûte océanique sur une croûte continentale ; elle a pour conséquence la mise en place d'ophiolites (composées de péridotites, gabbros et basaltes) et la formation de chaînes d'obduction.

Comment se déroule une collision continentale et quelles sont ses manifestations géologiques ?

Elle survient lorsque deux croûtes continentales de même nature s'affrontent, se compriment et s'épaississent ; cela aboutit à la fermeture de l'océan, à la formation de hautes chaînes de montagnes (comme l'Himalaya entre la plaque indienne et la plaque eurasienne) et à des séismes violents.