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Chapitre 4

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Thème 1 B
La tectonique des plaques : l’histoire d’un modèle
Chapitre 4
Le concept de lithosphère et d’asthénosphère
Introduction :
-Dérive des continents admise car expansion océanique prouvée
- Or diamètre Terre = cste 
et expansion océanique => création de CO dans les dorsales
donc disparition de CO à rechercher
Problème :
Comment le retour de la C.O. dans le manteau sous-jacent a-t-il été vérifié ?
1. Les apports de la sismologie
a. Activité sismique des fosses océaniques
Fosse des Aléoutiennes(- 7 600 m)
Fosse du Japon (- 9 500 m)
Fosse des Antilles (- 9 200 m)
Fosse des Tonga (- 10 900 m)
Fosses océaniques :
- Siège d’une importante activité sismique
- Foyers des séismes localisés jusqu’à 700 km de profondeur
- Foyers profonds présents uniquement dans les fosses océaniques
Fosse des Tonga
Wadati (1935) et Benioff (1949)
A
B
A
Foyers des séismes dans les fosses se
placent le long d’un plan incliné
B
700 Km
Croûte océanique
Manteau
Séisme profond au niveau de la fosse des Tonga (1964 )
Hypothèse : la température intervient sur la vitesse de
propagation
des
ondes
- Foyer à égale
distance
dessismiques
deux stations d’enregistrement
- Ondes P arrivent 2 s plus tôt à la station Tonga qu’à la station Fidji
Enregistrements réalisés dans une barre de calcaire de 28 cm de long
° foyers sismiques
Plan de Wadati-Bénioff
(années 1950)
Zone où la vitesse est
anormalement élevée
Coupe montrant des anomalies de vitesse des ondes P
2. Aspect thermique
a. Les isothermes
Isothermes dans une zone sous une fosse
Plongée d’une zone froide qui n’a pas le temps de s’équilibrer en température
avec la zone plus chaude environnante
b. Le flux géothermique
Flux géothermique
faible au niveau des
fosses océaniques
flux géothermique moyen
dans les océans : 67 mW.m-2
Olivier, Isacks et Sykes (1967) :
plan de Wadati-Bénioff + isothermes + flux géothermique 
- plongée de matériel froid, rigide, cassant  séismes lors de la plongée
c. Le géotherme et le solidus
Si T° augmente => Rapprochement
du solidus sans le franchir =>
roches passent de l’état solide
rigide à l’état ductile
Géotherme : courbe montrant l’évolution de T en fonction de la profondeur
(donc de la pression)
3. Notion de lithosphère et d’asthénosphère
Lithosphère =
croûte + manteau
supérieur rigide
LVZ
Lithosphère
« flotte » sur la
LVZ ductile =>
déplacements
possibles
Foyer de séisme  rupture : déformation cassante d’une roche =>
lithosphère
Pas de foyer de séisme  pas de rupture : déformation ductile =>
asthénosphère
T : température des roches
Tf : température de fusion
Plus T/Tf  1 => plus la
roche est déformable
Schéma bilan à réaliser
Croûte océanique
Croûte continentale
7 km
Lithosphère
Asthénosphère
MOHO
150 km
Manteau
700 km
7 km
Discontinuité de
Gutenberg
supérieur
inférieur
Discontinuité de
Lehmann
Noyau
30 km
externe
Croûte
2900 km
interne
Lithosphère
manteau
sup.
manteau
inf.
5100 km
Asthénosphère
LVZ
6400 km
Conclusion
- position des foyers des séismes en dessous des fosses  plan de Wadati-Benioff
- anomalie de vitesses des ondes sismiques
--isothermes et flux géothermique
- variation de l’état des roches selon la température (rigide, ductile)
=> plongée de lithosphère rigide dans l’asthénosphère ductile
+ Recyclage continuel de la croûte océanique
Théorie de Hess (1962)
- Formation de croûte océanique dans les dorsales
 Dorsales : courants ascendants issus du manteau (anomalie > 0 du flux géothermique)
- Disparition de croûte océanique dans les fosses
 Fosses : courants descendants dans le manteau (anomalie < 0 du flux géothermique)
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