Moteur de la tectonique des plaques

En Janvier et Février, des questions de géologie
lioneline
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Moteur de la tectonique des plaques

Messagepar lioneline » 18 janv. 2015, 18:02

Bonjour,

Au cours de l'été un débat a traversé le forum sur le moteur de la tectonique des plaques : Est-ce la subduction le moteur principal ou bien, même si la subduction entraîne un accroissement de la vitesse des plaques liées à des zones de subduction il y a quand même un couplage (certes complexe et pas aussi simple que celui initialement présentés dans les modèles d'expansion océanique)entre la convection mantellique et les mouvements de la lithosphère? Dans ce dernier cas de quelle nature est-il? Pour ma part j'ai toujours présenté le fait que la subduction quand elle avait lieu était un magnifique accélérateur mais il fallait bien trouver un moteur pour les océans du type Atlantique! Que pensez-vous de ce problème et surtout quel est la manière la plus judicieuse de le présenter aux élèves de 1er et de TS.

Jacques MALAVIEILLE
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Re: Moteur de la tectonique des plaques

Messagepar Jacques MALAVIEILLE » 30 janv. 2015, 16:57

C’est en effet une question régulièrement débattue et la réponse n’est donc pas simple…
Il y a 3 moteurs principaux pour la tectonique des plaques : 1) la convection mantellique, 2) la traction des slabs en subduction (slab pull) et 3) la poussée à la ride (ridge push).
Clairement, les 3 processus interviennent à des degrés différents en fonction du contexte géodynamique local et régional.
1) La convection dans le manteau est la conséquence de la dynamique thermique de la Terre qui globalement se refroidit. La différence de température entre la surface et les couches profondes induisent la formation des cellules de convection qui vont interagir avec les plaques lithosphériques par l’intermédiaire de couplages complexes à l’interface lithosphère - manteau. L’impact de la convection sur les mouvements de la lithosphère va dépendre de ces couplages et de la différence de vitesses entre les flux mantelliques liés à la convection et la vitesse des plaques. Pour simplifier, si les flux mantelliques sont plus rapides que le déplacement de la plaque située au dessus, les forces de couplage induites s’ajouteront aux autres forces qui animent les plaques (cela va amplifier la dynamique). A l’inverse, si les flux sont plus lents, ils vont freiner le système et ralentir les plaques. Les forces de couplage s’exercent à travers une grande épaisseur de roches, qui va dépendre de leur rhéologie (viscosité, donc une fois de plus des conditions thermiques et mécaniques à l’interface asthénosphère- lithosphère). Il faut bien entendu tenir compte du fait que tout ceci se produit dans une sphère, donc les flux en question sont complexes et pas nécessairement parallèles aux vecteurs déplacement des plaques qui sont au dessus…
Pour illustrer le débat d’actualité et surtout pour donner un exemple des données qui permettent de caractériser ces processus difficiles à étudier, on peut se référer à un article récent publié par Kodaira, et al., dans Nature Géoscience LETTERS: Seismological evidence of mantle flow driving plate motions at a palaeo-spreading centre. 30 MARCH 2014 . DOI: 10.1038/NGEO2121. En s’appuyant sur des données de sismologie, les auteurs suggèrent que les flux mantelliques jouent un rôle moteur pour la tectonique des plaques au niveau des dorsales.
2) Je ne détaillerai pas la traction des slabs en subduction, qui joue un rôle prépondérant dans la tectonique des plaques (il est facile de trouver des renseignements clairs sur internet).
3) La poussée à la ride correspond à la composante horizontale des forces issues de l’anomalie topographique associée aux rides (lieu d’ascension de matériel chaud donc domaines ou la lithosphère jeune et chaude crée un relief important). Ces forces sont divergentes et contribuent à écarter les plaques. Ce moteur seul n’est pas forcément suffisant pour animer une plaque…
Pour résumer, on peut dire que ces trois types de processus interviennent à des degrés divers en fonction du contexte géodynamique régional et du contexte profond associé à la dynamique mantellique (panaches, subductions, points chauds…).


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