PLAQUES TECTONIQUES: THÉORIE, TYPES, MOUVEMENT, CONSÉQUENCES - GÉOGRAPHIE - 2025

Les plaques tectoniques ou lithosphériques sont les blocs ou fragments dans lesquels la lithosphère est divisée, qui se déplacent entraînés par le manteau terrestre. Ces plaques ont été formées à partir du manteau et réintégrées dans celui-ci dans un processus constant depuis les 3 derniers milliards d'années.

À partir des théories de Wegener (dérive des continents) et de Hess (expansion du fond océanique), la théorie de la tectonique des plaques a été consolidée. Cette théorie postule l'existence de deux types de base de plaques tectoniques, océaniques et continentales.

Principales plaques tectoniques. Source: USGS - version espagnole Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

La lithosphère compte plusieurs dizaines de plaques tectoniques de grandeur variable et 8 des plus grandes sont: les plaques eurasiennes, africaines, australiennes, nord-américaines, sud-américaines, de Nazca, du Pacifique et de l'Antarctique. Ces plaques se déplacent grâce à la dynamique du manteau et de la lithosphère, par les courants de convection générés par le flux thermique.

La tension de l'écoulement du manteau entraîne la croûte rigide, qui se fissure et se sépare formant les plaques. Lorsque les plaques océaniques se séparent, le magma (basalte fondu) remonte à la surface et un nouveau fond océanique se forme.

Théorie des plaques

Origine de la théorie des plaques

La théorie se pose initialement avec les propositions d'Alfred Wegener en 1915 sur la dérive des continents. Wegener a postulé que tous les continents étaient unis puis fragmentés, se séparant et se heurtant.

Wegener a tiré ses conclusions en étudiant la géologie et les contours des continents, ainsi que des données sur la distribution des fossiles de la faune et de la flore. Par exemple, en comparant le bord oriental de l'Amérique du Sud avec le bord ouest de l'Afrique, on constate qu'ils s'emboîtent comme deux pièces d'un puzzle.

Plus tard, en 1960, Harry Hess proposa la théorie de l'expansion du fond océanique, fournissant une explication au mécanisme de la tectonique des plaques. Plus tard, la théorie a été renforcée avec les travaux de John Tuzo Wilson sur l'expansion du fond de l'océan et les propositions de Jason Morgan en 1963 sur l'existence des plumes du manteau.

Au fur et à mesure de l'accumulation de preuves sur la composition et la dynamique de la croûte terrestre et du manteau terrestre, la théorie de la tectonique des plaques a été consolidée.

Façonner la Terre

La Terre est née dans le cadre du système solaire dans un processus de condensation de poussière cosmique en rotation soumise à l'attraction gravitationnelle. Cette masse de poussière a été soumise à des températures élevées et à mesure qu'elle se refroidissait, sa densité et sa gravité augmentaient.

Ce procédé lui a donné sa forme arrondie actuelle, bombée dans l'équateur et aplatie aux pôles (sphéroïde aplati).

Couches

L'attraction gravitationnelle a déterminé que les matériaux les plus denses étaient vers le centre et les moins denses vers l'extérieur. Le refroidissement de ce géoïde de l'extérieur vers l'intérieur, a déterminé une structure en couches concentriques différenciées.

La couche externe s'est durcie en refroidissant il y a 4,4 milliards d'années, formant une croûte relativement mince (5-70 km) composée de silicates appelée croûte. La densité de la croûte continentale est inférieure à la densité de la croûte océanique.

Couches de la Terre. Source: Vectorisé et traduit de la version anglaise par Jeremy Kemp. Basé sur des éléments d'une illustration de l'USGS. http://pubs.usgs.gov/publications/text/inside.html / Domaine public

Sous la croûte, il y a une couche visqueuse d'environ 2 855 km appelée manteau et enfin un noyau incandescent formé principalement de fer. Ce noyau, d'environ 3 481 km de diamètre, est divisé en deux couches, le noyau interne en fer et nickel solides et le noyau liquide externe.

Propriétés mécaniques des couches et des forces entraînant la tectonique des plaques

Du point de vue de la mécanique tectonique des plaques, les couches les plus importantes sont la croûte et le manteau.

La croûte est rigide bien qu'avec une certaine plasticité et avec la couche supérieure du manteau, elle forme la lithosphère. Il est divisé en fragments ou plaques de différentes tailles, appelées plaques tectoniques.

L'asthénosphère

Le manteau à son tour est composé de deux couches différentes, le manteau supérieur et le manteau inférieur. Le manteau supérieur est moins visqueux mais fluide, tandis que le manteau inférieur (soumis à une pression et une température plus élevées) est plus visqueux.

La couche supérieure du manteau s'appelle l'asthénosphère et joue un rôle important en étant directement en contact avec la lithosphère. L'asthénosphère provoque le mouvement des plaques tectoniques, c'est-à-dire la dérive des continents, et produit un nouveau fond océanique dans les crêtes.

D'autre part, il génère les points chauds ou les zones d'accumulation de magma sous la croûte en raison des plumes du manteau. Ce sont des canaux verticaux de magma qui vont de l'asthénosphère à la croûte.

Facteurs de processus et forces

La densité des matériaux qui composent la planète et la force de gravité ont déterminé la disposition des couches. La pression et la température croissantes à l'intérieur de la Terre définissent les propriétés mécaniques de ces couches, c'est-à-dire leur rigidité ou fluidité.

D'autre part, les forces qui favorisent le mouvement des matériaux à l'intérieur de la Terre sont le flux thermique et la gravité. Plus précisément, le transfert de chaleur par convection est essentiel pour comprendre le mouvement tectonique des plaques.

La convection se manifeste par la circulation de la matière du manteau, où les couches inférieures plus chaudes montent et déplacent les couches supérieures plus froides, qui descendent. Les couches qui montent perdent de la chaleur, tandis que celles qui descendent augmentent leur température, entraînant ainsi le cycle.

Les dorsales océaniques

Dans certaines zones de l'océan profond, il existe des chaînes de montagnes volcaniques qui sont des zones où la rupture des plaques s'est produite. Ces fractures sont produites par les contraintes générées par le mouvement de la lithosphère poussé par l'asthénosphère.

L'écoulement du manteau visqueux sollicite la croûte rigide et sépare les plaques tectoniques. Dans ces zones, appelées dorsales océaniques, le basalte fondu monte en raison des pressions internes et émerge à travers la croûte formant un nouveau fond océanique.

Types de plaques tectoniques

Les plaques tectoniques sont essentiellement de deux types, océanique et continentale, générant ainsi trois possibilités de frontières convergentes entre les plaques. Il s'agit de la convergence de la plaque continentale contre un océanique, un océanique contre un autre océanique et un continental contre un autre continental.

Assiettes océan

Ils sont formés par la croûte océanique (plus dense que la croûte continentale) et sont constitués de silicates de fer et de magnésium (roches mafiques). La croûte de ces plaques est plus mince (7 km en moyenne) par rapport à la croûte continentale et est toujours recouverte par les eaux marines.

Assiettes continentales

La croûte continentale est constituée de silicates de sodium, de potassium et d'aluminium (roches felsiques), de densité inférieure à celle de la croûte océanique. C'est une plaque à croûte plus épaisse, atteignant jusqu'à 70 km d'épaisseur dans les chaînes de montagnes.

C'est vraiment une assiette mixte, dans laquelle bien que la croûte continentale prédomine, il y a aussi des portions océaniques.

Plaques tectoniques du monde

Carte des limites tectoniques des plaques. Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Traditionnellement, 7 grandes plaques tectoniques sont reconnues, à savoir les plaques eurasiennes, africaines, australiennes, nord-américaines, sud-américaines, pacifiques et antarctiques. De même, il existe des plaques intermédiaires telles que la Nazca, les Philippines, la Coco et les Caraïbes et d'autres très petites.

Certaines de petite taille sont celles d'Anatolie et de la mer Égée et seulement dans le Pacifique occidental plus de 20 petites plaques tectoniques sont localisées.

- Cartes principales

• Assiette Africaine
• Plaque antarctique
• Assiette arabe
• Assiette de noix de coco
• Plaque Juan de Fuca
• Assiette Nazca
• Assiette caribéenne
• Plaque du Pacifique
• Assiette eurasienne
• Assiette philippine
• Assiette indo-australienne
• Assiette nord-américaine
• Badge Scotia
• Assiette sud-américaine
• Assiette australienne

Certains des plus importants sont décrits ci-dessous:

Assiette eurasienne

Cette plaque tectonique comprend l'Europe, la quasi-totalité de l'Asie, une partie de l'océan Atlantique Nord et l'Arctique. L'Asie exclut l'Hindoustan, l'Asie du Sud-Est et l'Extrême-Orient de la Sibérie, la Mongolie et la Chine.

C'est une plaque tectonique principalement continentale avec des limites divergentes sur la dorsale atlantique à l'ouest. Alors qu'au sud, il présente une limite convergente avec les plaques africaine, arabe et indienne, et à l'est avec diverses plaques continentales mineures.

Assiette Africaine

Celui-ci couvre l'Atlantique Est et presque tout le continent africain, à l'exception de sa bande orientale, qui correspond aux plaques arabe et somalienne. Les limites de cette plaque sont divergentes sur tout son périmètre, sauf dans son contact avec la plaque eurasienne qui est convergente.

Assiette australienne

La plaque tectonique australienne comprend l'Australie, la Nouvelle-Zélande et des parties du sud-ouest du Pacifique. La plaque australienne montre des limites divergentes au sud et à l'ouest, tandis qu'au nord et à l'est ses limites sont convergentes.

Assiette nord-américaine

Il comprend tout le sous-continent nord-américain jusqu'à la péninsule du Yucatan, le Groenland, une partie de l'Islande, les régions de l'ouest de l'Atlantique Nord et l'Arctique. Les limites de cette plaque sont divergentes de la dorsale atlantique à l'est et convergentes dans le Pacifique.

Sur la côte Pacifique, il interagit avec deux petites plaques aux frontières transformantes (Coco et Juan de Fuca).

Assiette sud-américaine

Il comprend le sous-continent du même nom et a des limites divergentes de la dorsale atlantique. Alors que du côté ouest, il montre des limites convergentes avec la plaque de Nazca, au sud-ouest avec l'Antarctique et au nord, il interagit avec la plaque des Caraïbes.

Plaque du Pacifique

C'est une plaque océanique avec des frontières divergentes de la dorsale Pacifique qui la sépare de la plaque Nazca. En revanche, au nord et à l'ouest, il a des limites convergentes avec les plaques nord-américaine, eurasienne, philippine et australienne.

Plaque antarctique

Cette plaque tectonique comprend l'ensemble du plateau continental antarctique et l'océan du même nom, avec des limites divergentes sur son périmètre.

Assiette Nazca

Il se compose d'une plaque océanique qui se subduit dans la côte ouest de la plaque sud-américaine (convergence). Alors qu'il diverge au nord avec la plaque Coco et au sud avec l'Antarctique.

En revanche, à l'ouest, il diverge de la plaque Pacifique de sa crête et sa collision avec la plaque sud-américaine a donné naissance à la cordillère des Andes.

- Plaques secondaires

• Assiette Amuria
• Assiette des Pouilles ou de l'Adriatique
• Plaque de tête d'oiseau ou Doberai
• Assiette arabe
• Assiette de l'Altiplano
• Assiette anatolienne
• Assiette de Birmanie
• Assiette North Bismarck
• Assiette Bismarck Sud
• Assiette Chiloé
• Assiette Futuna
• Assiette de Gorda
• Plaque de Juan Fernández
• Assiette Kermadec
• Assiette Manus
• Assiette Maoke
• Assiette nubienne
• Assiette Okhotsk
• Assiette Okinawa
• Assiette Panama
• Assiette de Pâques
• Assiette Sandwich
• Assiette Shetland
• Plaque de Timor
• Assiette Tonga
• Plaque de sonde
• Plaque des Carolines
• Assiette Mariana
• Assiette des Nouvelles Hébrides
• Assiette des Andes du Nord

Mouvements tectoniques des plaques

Les plaques tectoniques ou fragments délimités de la lithosphère se déplacent transportés par le mouvement de l'asthénosphère. Les courants de convection font bouger le matériau visqueux du manteau, formant des cellules de circulation.

- Le "tapis roulant"

Le matériau du manteau de la couche supérieure (asthénosphère) descend à une température plus basse, poussant le matériau chaud en dessous. Cette matière plus chaude est moins dense et s'élève, déplaçant la matière et la faisant se déplacer horizontalement, jusqu'à ce qu'elle refroidisse et redescende.

Mouvement dans la lithosphère. Source: USGS / domaine public

Ce flux d'écoulement visqueux du manteau, entraîne les plaques tectoniques formées de matériau solide (lithosphère).

Nouveau fond océanique

Lorsque les plaques tectoniques se déplacent, du magma (basalte fondu) de l'intérieur du manteau émerge aux points de séparation. Ce basalte émergent crée un nouveau fond océanique, poussant l'ancien substrat horizontalement et la croûte se dilate.

Subduction

Au fur et à mesure que le fond océanique se dilate, il entre en collision avec les masses continentales. Comme ce fond est plus dense que le plateau continental, il s'enfonce en dessous (subduction), de sorte qu'il fond et redevient une partie du manteau.

De cette manière, le matériau suit le cycle entraîné par la convection et les plaques tectoniques dérivent à la surface de la planète.

- La dérive des continents

Le mouvement du manteau provoqué par la convection et celui des plaques tectoniques de la lithosphère, provoque une dérive des continents. C'est le déplacement relatif des continents les uns par rapport aux autres.

Depuis l'origine des plaques tectoniques il y a environ 3 milliards d'années, elles se sont fusionnées et divisées à différents moments. La dernière grande confluence de la plupart des masses continentales s'est produite il y a 300 millions d'années avec la formation du supercontinent Pangea.

Puis, au fur et à mesure que les mouvements se poursuivaient, la Pangée s'est à nouveau fragmentée pour former les continents actuels, qui continuent de bouger.

Types de frontières entre les plaques

Les plaques tectoniques sont en contact les unes avec les autres constituant trois types de base de limites en fonction de leur mouvement relatif. Lorsque deux plaques se heurtent, on parle de frontière convergente ou destructrice, qu'elle soit orthogonale (collision frontale) ou oblique.

En revanche, lorsque les plaques s'éloignent les unes des autres, on parle de limite divergente ou constructive, ce qui est le cas des dorsales océaniques. Un exemple de frontière divergente est la séparation des plaques sud-américaine et africaine de la dorsale de l'océan Atlantique.

Alors que lorsque deux plaques se frottent latéralement en se déplaçant dans des directions opposées le long d'une faille de transformation, cela s'appelle une frontière de transformation. En Californie, un cas de transformation de frontière se produit entre les plaques nord-américaine et pacifique, formant la faille de San Andrés.

La montée de l'Himalaya est causée par la collision de la plaque indienne avec la plaque eurasienne qui est une frontière convergente orthogonale. Dans ce cas, c'est la convergence de deux plaques continentales, donc une obduction se produit (intégration des deux masses continentales soulevant le relief).

Direction du mouvement

En raison du mouvement de rotation de la Terre, les plaques tectoniques se déplacent en tournant autour d'un axe imaginaire. Ce mouvement implique que deux plaques en collision font varier leur angle, allant d'une limite entièrement convergente (orthogonale) à une limite oblique.

Ensuite, ils se déplaceront latéralement dans des directions opposées (limite de transformation) et finalement ils prendront un mouvement divergent, séparant.

Vitesse de mouvement

Les directions de mouvement décrites sont perçues sur des périodes de millions d'années car l'échelle de la dérive des continents se mesure en millimètres par an. C'est pourquoi à l'échelle humaine, il n'est pas facile de percevoir l'idée du déplacement des plaques tectoniques.

Par exemple, la plaque africaine entre en collision avec la plaque eurasienne formant la chaîne de montagnes Betic dans la péninsule ibérique, à une vitesse de 5 mm / an. Alors que la vitesse maximale enregistrée est le déplacement généré dans la dorsale orientale du Pacifique, qui est de 15 mm / an.

Conséquences du mouvement

Le mouvement des plaques tectoniques libère l'énergie de l'intérieur de la planète aux limites des plaques mécaniquement (tremblements de terre) et thermiquement (volcanisme). À leur tour, les déplacements, les chocs et les frictions façonnent le relief terrestre et océanique.

- Activité volcanique

Le flux thermique du manteau et sa circulation par convection poussent le magma fondu ou basalte vers la surface provoquant des éruptions volcaniques. Ceux-ci provoquent à leur tour des catastrophes en expulsant de la lave, des gaz et des particules qui polluent l'environnement.

Arches d'îles volcaniques et arches volcaniques continentales

La convergence de deux plaques océaniques peut produire des chaînes de volcans qui, à leur émergence, sont à l'origine d'arcs d'îles. A la convergence d'une plaque océanique avec une plaque continentale, des arcs volcaniques continentaux se forment, comme la ceinture volcanique trans-mexicaine.

- Activité sismique

La collision des plaques tectoniques et surtout les limites de transformation, provoquent des mouvements sismiques ou des tremblements de terre. Certains d'entre eux atteignent une grande ampleur et affectent négativement les êtres humains, détruisant les infrastructures et causant la mort de personnes.

Faille de San Andrés (États-Unis). Source:

Parmi les conséquences de ces phénomènes figurent les raz-de-marée ou les tsunamis, lorsque le mouvement sismique se produit dans l'océan.

- Relief de la Terre

Le mouvement et l'interaction des plaques tectoniques entre elles modélisent le relief terrestre et le fond océanique. Les grandes chaînes de montagnes continentales, comme les Andes et les Appalaches, sont le produit de la convergence des plaques tectoniques lors de la subduction et celles de l'Himalaya par obduction.

À son tour, en raison de l'équilibre isostatique ou gravitationnel, lorsqu'une zone s'élève, une autre se forme sous forme de dépression ou de plaine. Les processus diastrophiques, tels que les défauts, le pliage et autres, sont causés par les mouvements des plaques tectoniques.

- Climat

La distribution des masses continentales affecte le régime des courants marins et le climat mondial. Les grandes masses continentales dues à la convergence des plaques forment des intérieurs continentaux plus secs, affectant à leur tour le cycle de l'eau.

De la même manière, les élévations montagneuses produites par les processus de subduction et d'obduction affectent le régime des vents et la répartition des précipitations.

Références

1. Alfaro, P., Alonso-Chaves, FM, Fernández, C. et Gutiérrez-Alonso, G. (2013). Tectonique des plaques, une théorie intégrative du fonctionnement de la planète. Fondements conceptuels et didactiques. Enseignement des sciences de la Terre.
2. Engel, AEJ et Engel, CG (1964). Composition des basaltes de la dorsale médio-atlantique. Science.
3. Fox, PJ et Gallo, DG (1984). Un modèle tectonique pour les limites des plaques crête-transformée-crête: implications pour la structure de la lithosphère océanique. Tectonophysique.
4. Pineda, V. (2004). Chapitre 7: Morphologie du fond océanique et caractéristiques du littoral. Dans: Werlinger, C (Ed.). Biologie marine et océanographie: concepts et processus. Volume I.
5. Rodríguez, M. (2004). Chapitre 6: Tectonique des plaques. Dans: Werlinger, C (Ed.). Biologie marine et océanographie: concepts et processus. Volume I.
6. Romanowicz, B. (2009). L'épaisseur des plaques tectoniques. Science.
7. Searle, RC et Laughton, AS (1977). Études sonar de la dorsale médio-atlantique et de la zone de fracture de Kurchatov. Journal de recherche géophysique.
8. Sudiro, P. (2014). La théorie de l'expansion terrestre et sa transition de l'hypothèse scientifique à la croyance pseudoscientifique. Hist. Geo Space Sci.