TECTONOPHYSIQUE

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Géophysique appliquée à la mégatectonique

À l'échelle du globe, la géophysique donne des informations sur les rapports de continent à continent, de continent à océan, de continent à océan et ceintures orogéniques.

La notion de croûte océanique et de croûte continentale

Les premières données sont venues de la gravimétrie et de la sismologie. Les océans montrent une anomalie gravimétrique positive généralement forte (jusqu'à 200 mGal en correction de Bouguer). À la traversée des océans, les ondes sismiques longues, superficielles, cheminent plus rapidement ; les études sismiques en mer ont montré que les ondes P et S avaient aussi une vitesse plus grande dans une croûte océanique, épaisse d'environ 5 kilomètres et qui plonge, en s'épaississant, sous la croûte des continents à vitesse plus lente. Ainsi sont nées les notions de croûte continentale et de croûte océanique, de composition granitique moyenne pour la première, basaltique moyenne pour la seconde, en fonction de vitesses expérimentales reconnues, l'ensemble formant la croûte (ou « écorce ») terrestre limitée vers le bas par la discontinuité de Mohorovičić. La différence entre continent et océan vient du fait qu'au niveau des continents les deux croûtes sont superposées (en gros, 17 et 13 km d'épaisseur, soit 30 au total), tandis qu'au niveau des océans seule la croûte océanique, amincie (5 km en moyenne), est représentée.

Migration des pôles et mobilité continentale

Le paléomagnétisme apporta ensuite de nouvelles informations. Le principe consiste à retrouver, dans des roches d'un âge déterminé, l'orientation du champ magnétique au moment de leur formation, qu'il s'agisse de roches sédimentaires comportant des particules magnétiques qui se sont orientées dans le champ au moment de leur sédimentation, ou de roches magmatiques qui ont fossilisé le champ magnétique en se refroidissant (paléomagnétisme thermorémanent : cf. géomagnétisme). Deux conclusions principales se dégagent de ces études :

– au cours du temps, en un endroit donné (un continent par exemple), le champ magnétique a changé d'orientation ; ce qui peut s'interpréter, en assimilant le champ à celui d'un dipôle, par une modification de position de l'axe des pôles au cours des temps : on a donc parlé de migration des pôles  ;

Migration des pôles depuis le Précambrien

Dessin : Migration des pôles depuis le Précambrien

Schéma de la migration apparente des pôles depuis le Précambrien, d'après Komarov (1960). Apparemment, la direction du pôle magnétique paraît migrer, au cours du temps, du Précambrien (PC) au Cambrien (Cb), Silurien (S), Dévonien (D), Permien (P), Trias (Tr), Crétacé (Cr), Éocène... 

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– à un moment donné, dans des endroits appartenant à des continents différents, la direction de l'axe des pôles déduite du paléomagnétisme n'est pas la même : la migration des pôles change d'un continent à l'autre ; quoi qu'il en soit de l'éventuelle mobilité de l'axe des pôles au moment donné, ce dernier servant de repère commun pour des continents différents, il en résulte que, depuis ce moment, les continents ont subi des mouvements relatifs les uns par rapport aux autres ; on justifie ainsi la notion de mobilité continentale.

Rotation de l'ensemble corso-sarde

Diaporama : Rotation de l'ensemble corso-sarde

Paléomagnétisme appliqué à la mégatectonique : la rotation de l'ensemble corso-sarde. En a, disposition supposée de l'ensemble corso-sarde avant la rotation, d'après Alvarez (1972). On a disposé l'ensemble corso-sarde en rapprochant les pentes continentales (figurées par des lignes... 

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Le déplacement des continents est ainsi capable de rendre compte du fait que les océans, zones de disjonctions, ne comportent que la croûte océanique. C'est, en tous points, le schéma d'Alfred Wegener qui se trouve ainsi vérifié a posteriori.

La reconnaissance des paléolatitudes dans les séries sédimentaires ou volcaniques d'une époque donnée (par la paléoinclinaison fossile) a permis de situer l'origine de blocs, parfois petits, participant à la constitution des chaînes de montagnes. Ainsi en est-il dans l'ouest de l'Amérique du Nord où certains blocs présents en Alaska (par exemple la Wrangelia, du nom de la cordillère de Wrangel) ont leur origine au sud de l'équateur : la face ouest de l'Amérique du Nord résulterait donc de collages à la suite de coulissages sud-nord de plusieurs milliers de kilomètres, plus que des traditionnels charriages. Il reste cependant à faire la part de ces mouvements longitudinaux par rapport aux mouvements transversaux ayant donné naissance aux vastes charriages de socle continental que le programme Cocorp a mis en évidence. L'ouest de l'Amérique du Nord est un chantier tectonophysique.

L'expansion océanique et ses effets

L'étude des anomalies magnétiques des fonds océaniques conduisit à de nouveaux développements. Le principe en est que, au cours du temps, non seulement l'orientation globale du champ magnétique a changé, mais son sens a connu des renversements brusques, nombreux, susceptibles d'une véritable datation stratigraphique. Or, de part et d'autre des [...]

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Eurafrique : anomalies de Bouguer

Eurafrique : anomalies de Bouguer
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Archipel japonais : foyers sismiques

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  • Écrit par 
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Dans le chapitre « Définitions et identification de la lithosphère »  : […] En elle-même, la théorie de la tectonique des plaques n'apporte pas d'indication sur l'épaisseur des plaques mobiles, et c'est l'élaboration de modèles physiques, mécaniques et thermiques qui permet de préciser la structure en profondeur de la couche rigide entraînée dans les mouvements de dérive. La lithosphère peut être conceptualisée comme une entité mécanique à l'échelle de la tectonique des p […] Lire la suite

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Pour citer l’article

Jean AUBOUIN, « TECTONOPHYSIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 octobre 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/tectonophysique/