পৃথিবী ও মহাকাশ বিজ্ঞান · বই 1 · শ্রেণি 1–9

Sciences de la Terre et de l’Univers du primaire et du collège

বইগুলো এখনো বাংলা ভাষায় পাওয়া যায় না — Français সংস্করণ দেখানো হচ্ছে।

Sciences de la Terre et de l’Univers du primaire et du collège · শ্রেণি 1–9

18La tectonique des plaques : le puzzle en mouvement

Étale une carte du monde sur une table et regarde les deux rivages de l’océan Atlantique. Le grand renflement du Brésil semble fait pour se glisser dans le creux de la côte ouest de l’Afrique, comme si quelqu’un avait coupé en deux un même morceau de terre et écarté les deux moitiés. Les premiers à imprimer de bonnes cartes des deux côtes l’ont remarqué aussitôt. Pendant trois siècles, ce fut une simple curiosité. Au xxe siècle, c’est devenu le point de départ de la théorie qui explique aujourd’hui pourquoi le sol tremble au Japon, pourquoi les Andes sont si hautes, pourquoi l’Islande s’élargit lentement — et pourquoi la carte posée sur la table n’est qu’un instantané d’un monde en mouvement.

L’Amérique du Sud à côté de l’Afrique : sur un puzzle, l’emboîtement est un jeu ; sur la vraie Terre, c’est un indice.
L’Amérique du Sud à côté de l’Afrique : sur un puzzle, l’emboîtement est un jeu ; sur la vraie Terre, c’est un indice.

Tu sais déjà

La Terre a trois couches principales : une fine croûte rocheuse, un épais manteau de roche chaude et un noyau métallique ; la température augmente avec la profondeur (Chapitre 16). Un lieu du globe est repéré par sa latitude et sa longitude (Chapitre 14).

18.1 Des continents qui s’emboîtaient autrefois

Définition 18.1 (Dérive des continents)

La dérive des continents est l’idée que les continents se déplacent lentement à la surface de la Terre, si bien que leurs positions, et la forme des océans qui les séparent, ont changé au fil des âges.

Définition 18.2 (Supercontinent)

Un supercontinent est une seule masse de terre formée de tous les continents, ou presque, réunis. Le dernier, la Pangée (« toutes les terres » en grec), a commencé à se fragmenter il y a environ 225 à 200 millions d’années.

Le scientifique qui a défendu la dérive des continents comme une véritable théorie, preuves à l’appui, est Alfred Wegener. Il a réuni quatre sortes d’indices.

  1. La forme des côtes. L’Amérique du Sud et l’Afrique s’emboîtent comme deux pièces d’un puzzle, et il en va de même pour plusieurs autres côtes.
  2. Les fossiles. On trouve les mêmes animaux et les mêmes plantes fossiles sur des continents aujourd’hui séparés par des milliers de kilomètres d’océan. Mesosaurus était un petit reptile qui vivait en eau douce : il n’aurait pas pu traverser un océan à la nage, et pourtant ses fossiles se trouvent à la fois au Brésil et en Afrique australe.
  3. Les roches. Des roches de mêmes types et de mêmes âges, et de vieilles chaînes de montagnes de même forme, s’arrêtent sur une côte et reprennent sur la côte d’en face, comme les lignes d’un journal déchiré.
  4. Les climats anciens. On trouve en Antarctique du charbon, formé à partir des plantes de forêts chaudes et marécageuses ; on trouve des traces laissées par d’anciens glaciers dans des régions d’Afrique aujourd’hui chaudes et sèches. Ces terres ont dû se trouver autrefois sous d’autres climats, à d’autres latitudes.
Les continents du Sud remis ensemble. Chaque bande colorée relie les lieux où l’on trouve aujourd’hui une espèce fossile : les reptiles terrestres Cynognathus et Lystrosaurus, le reptile d’eau douce Mesosaurus et la fougère Glossopteris. Séparés, les continents dispersent les bandes ; réunis, les bandes se poursuivent sans interruption. Carte : U.S. Geological Survey, This Dynamic Earth (domaine public).
Les continents du Sud remis ensemble. Chaque bande colorée relie les lieux où l’on trouve aujourd’hui une espèce fossile : les reptiles terrestres Cynognathus et Lystrosaurus, le reptile d’eau douce Mesosaurus et la fougère Glossopteris. Séparés, les continents dispersent les bandes ; réunis, les bandes se poursuivent sans interruption. Carte : U.S. Geological Survey, This Dynamic Earth (domaine public).

Histoire des sciences — L’idée de Wegener, 1912–1930

Alfred Wegener, un météorologue allemand de 32 ans, a exposé la théorie de la dérive des continents dans deux articles en 1912. La plupart des géologues l’ont rejetée. L’objection la plus forte était que Wegener ne pouvait pas dire ce qui déplaçait les continents : il pensait qu’ils labouraient la roche du fond des océans, et le physicien Harold Jeffreys a montré que des continents solides ne pouvaient pas faire cela sans se briser. Wegener a continué de rassembler des preuves jusqu’à sa mort sur la calotte glaciaire du Groenland, en 1930, au cours d’une expédition. La réponse qui lui manquait est venue du fond des océans, exploré après les années 1950 : elle sera racontée dans une classe ultérieure.

18.2 Les plaques

Les indices de Wegener étaient justes, mais ses continents n’étaient pas les bonnes pièces. Ce ne sont pas seulement les continents qui bougent : toute l’enveloppe externe de la Terre, sous les continents comme sous les océans, est découpée en morceaux.

Définition 18.3 (Plaque tectonique)

Une plaque tectonique (ou simplement une plaque) est un grand bloc de roche rigide qui forme une partie de l’enveloppe externe de la Terre. Une plaque est faite de la croûte et de la partie la plus haute du manteau, froide et rigide, l’ensemble ayant au moins 80 kilomètres d’épaisseur en moyenne ; elle se déplace lentement sur le manteau plus chaud et plus mou situé en dessous.

Définition 18.4 (Tectonique des plaques)

La tectonique des plaques est la théorie selon laquelle l’enveloppe externe de la Terre est divisée en plaques qui se déplacent les unes par rapport aux autres, et selon laquelle la plupart des séismes, des volcans et des chaînes de montagnes se forment là où des plaques se rencontrent.

Remarque 18.5 (Combien de plaques ?)

Une douzaine de plaques environ sont grandes ; beaucoup d’autres sont petites. Une carte détaillée utilisée par les géologues en compte 52. Une plaque peut porter un continent, un océan, ou les deux : la plaque sud-américaine porte toute l’Amérique du Sud et la moitié ouest de l’Atlantique Sud. La plaque pacifique, la plus grande, ne porte presque aucune terre.

Les principales plaques tectoniques. En rouge : des plaques qui s’écartent ; en bleu avec des triangles : une plaque qui s’enfonce sous l’autre (les triangles sont sur la plaque qui reste au-dessus) ; en gris : des plaques qui se poussent l’une contre l’autre sur une large zone de montagnes ; en rouge foncé : des plaques qui glissent l’une le long de l’autre. Limites d’après P. Bird (2003) ; côtes d’après Natural Earth.
Les principales plaques tectoniques. En rouge : des plaques qui s’écartent ; en bleu avec des triangles : une plaque qui s’enfonce sous l’autre (les triangles sont sur la plaque qui reste au-dessus) ; en gris : des plaques qui se poussent l’une contre l’autre sur une large zone de montagnes ; en rouge foncé : des plaques qui glissent l’une le long de l’autre. Limites d’après P. Bird (2003) ; côtes d’après Natural Earth.

Comment savons-nous où une plaque s’arrête et où commence la suivante ? Regarde où la Terre est agitée.

Proposition 18.6 (Les séismes et les volcans dessinent les limites des plaques)

Les séismes et les volcans ne sont pas dispersés au hasard sur la Terre : la plupart se trouvent le long d’étroites bandes, et ces bandes sont les bords des plaques. Sur les 7 031 séismes de magnitude 6 ou plus enregistrés entre 1976 et 2025, 6 472 — soit 92 % — se sont produits à moins de 300 km300\,\mathrm{km} d’une limite de plaques.

Les grands séismes et les volcans récents. Compare avec la carte des plaques ci-dessus : les points et les triangles dessinent les limites des plaques. Données : catalogue des séismes de l’U.S. Geological Survey ; Global Volcanism Program de la Smithsonian Institution.
Les grands séismes et les volcans récents. Compare avec la carte des plaques ci-dessus : les points et les triangles dessinent les limites des plaques. Données : catalogue des séismes de l’U.S. Geological Survey ; Global Volcanism Program de la Smithsonian Institution.

18.3 Trois sortes de limites de plaques

Définition 18.7 (Limite de plaques)

Une limite de plaques est la ligne, ou la zone étroite, où deux plaques se rencontrent. Selon la façon dont les deux plaques se déplacent l’une par rapport à l’autre, une limite est de l’une de ces trois sortes :

  • à une limite divergente, les deux plaques s’écartent ;
  • à une limite convergente, les deux plaques se rapprochent ;
  • à une limite transformante, les deux plaques glissent l’une le long de l’autre, côte à côte.

Exemple 18.8 (Limites divergentes : l’Islande et l’Afrique de l’Est)

Au milieu de l’océan Atlantique court une chaîne de montagnes sous-marines, la dorsale médio-atlantique, où les plaques situées de part et d’autre s’écartent. De la roche chaude du manteau monte dans l’intervalle, fond en partie et devient un nouveau fond océanique : une limite divergente construit de la plaque nouvelle. L’Islande est un morceau de cette dorsale qui émerge au-dessus de la mer : là, l’Amérique du Nord se déplace vers l’ouest et l’Eurasie vers l’est, et l’île se déchire lentement. Entre 1975 et 1984, les fissures proches du volcan Krafla, dans le nord de l’île, se sont élargies d’environ 7 mètres au total. Une limite divergente peut aussi traverser un continent : le long du rift est-africain, l’Afrique commence à se fendre, et la mer Rouge est un jeune océan qui a déjà séparé l’Arabie de l’Afrique.

Exemple 18.9 (Limites convergentes : les Andes et l’Himalaya)

Au large de la côte ouest de l’Amérique du Sud, la plaque de Nazca, qui porte un océan, se rapproche de la plaque sud-américaine, qui porte un continent. La plaque océanique, plus lourde, se courbe et s’enfonce sous le continent, loin dans le manteau. Le long de la ligne où elle plonge, le fond de la mer descend dans une fosse profonde ; au-dessus de la plaque qui s’enfonce, la terre est secouée par des séismes et bordée de volcans : ce sont les Andes. Dans l’ouest du Pacifique, là où une plaque océanique s’enfonce sous une autre, les fosses sont les endroits les plus profonds de la Terre : la fosse des Mariannes atteint près de 11 000 m11\,000\,\mathrm{m} de profondeur. Quand deux continents se rencontrent, aucun ne s’enfonce : la croûte se plisse et s’épaissit. L’Inde est entrée en collision avec l’Asie il y a environ 50 millions d’années, et les deux plaques continuent de se pousser ; c’est ainsi que se sont élevés l’Himalaya et le plateau tibétain.

Exemple 18.10 (Une limite transformante : la faille de San Andreas)

En Californie, la plaque pacifique glisse vers le nord-ouest le long de la plaque nord-américaine, sur la faille de San Andreas, longue d’environ 1300 km1300\,\mathrm{km}. Aucune plaque n’y est créée ni détruite ; les deux plaques frottent l’une contre l’autre, et les secousses de ce frottement sont des séismes.

En haut : une coupe à travers deux limites de plaques (pas à l’échelle ; les profondeurs sont très exagérées). À la dorsale, les plaques s’écartent et de la roche chaude monte du manteau ; à la fosse, la plaque océanique s’enfonce sous le continent, et la roche qui fond au-dessus d’elle alimente des volcans. En bas : une limite transformante vue de dessus. En haut : une coupe à travers deux limites de plaques (pas à l’échelle ; les profondeurs sont très exagérées). À la dorsale, les plaques s’écartent et de la roche chaude monte du manteau ; à la fosse, la plaque océanique s’enfonce sous le continent, et la roche qui fond au-dessus d’elle alimente des volcans. En bas : une limite transformante vue de dessus.
En haut : une coupe à travers deux limites de plaques (pas à l’échelle ; les profondeurs sont très exagérées). À la dorsale, les plaques s’écartent et de la roche chaude monte du manteau ; à la fosse, la plaque océanique s’enfonce sous le continent, et la roche qui fond au-dessus d’elle alimente des volcans. En bas : une limite transformante vue de dessus.
La faille de San Andreas traversant la Carrizo Plain, en Californie, vue d’avion : la longue vallée rectiligne est la limite entre la plaque pacifique (à gauche) et la plaque nord-américaine (à droite). Photographie : Robert E. Wallace, U.S. Geological Survey (domaine public).
La faille de San Andreas traversant la Carrizo Plain, en Californie, vue d’avion : la longue vallée rectiligne est la limite entre la plaque pacifique (à gauche) et la plaque nord-américaine (à droite). Photographie : Robert E. Wallace, U.S. Geological Survey (domaine public).

Méthode 18.11 (Reconnaître une limite de plaques sur une carte)

Pour savoir quelle sorte de limite sépare deux plaques :

  1. cherche, sur une carte des mouvements des plaques, les flèches situées de part et d’autre de la limite ;
  2. si elles s’éloignent de la limite, elle est divergente ; si elles pointent vers elle, convergente ; si elles lui sont parallèles et pointent dans des sens opposés, transformante ;
  3. vérifie avec le paysage : une dorsale au milieu d’un océan ou un rift à travers un continent vont avec une limite divergente ; une fosse profonde avec une ligne de volcans, ou une haute chaîne de montagnes, avec une limite convergente ; une longue faille rectiligne sans l’un ni l’autre, avec une limite transformante.

18.4 À quelle vitesse les plaques se déplacent-elles ?

Proposition 18.12 (Quelques centimètres par an)

Deux plaques voisines se déplacent l’une par rapport à l’autre à une vitesse de quelques centimètres par an : d’environ 2 centimètres par an à travers l’Atlantique Nord à plus de 14 centimètres par an à travers la dorsale du Pacifique Est, la dorsale la plus rapide de la Terre.

La vitesse des plaques à six limites : moyennes le long de chaque limite, calculées à partir du modèle de plaques de P. Bird (2003).
La vitesse des plaques à six limites : moyennes le long de chaque limite, calculées à partir du modèle de plaques de P. Bird (2003).

Méthode 18.13 (Des centimètres par an aux kilomètres par million d’années)

Un kilomètre vaut 100 000100\,000 centimètres. Une vitesse de 1 cm1\,\mathrm{cm} par an, maintenue pendant un million d’années, fait donc parcourir 1 000 0001\,000\,000 centimètres, soit 10 km10\,\mathrm{km}. D’où :

1 cm par an=10 km par million d’anneˊes.1\ \text{cm par an} = 10\ \text{km par million d'années}.

Multiplie une vitesse en centimètres par an par 10 pour obtenir des kilomètres par million d’années ; multiplie ensuite par un nombre de millions d’années pour obtenir une distance en kilomètres, ou divise une distance par la vitesse pour obtenir une durée.

Exemple 18.14 (L’Atlantique s’agrandit)

En moyenne, les deux côtés de la dorsale médio-atlantique s’écartent d’environ 2.5 cm2.5\,\mathrm{cm} par an, soit 25 km25\,\mathrm{km} par million d’années. En 100 millions d’années, cela fait 2500 km2500\,\mathrm{km} : maintenue assez longtemps, une vitesse bien trop lente pour être remarquée au cours d’une vie ouvre un océan.

Remarque 18.15 (Mesurer le mouvement aujourd’hui)

Ces mouvements lents se mesurent aujourd’hui directement. Des stations permanentes fixées sur la roche en place reçoivent les signaux de satellites de positionnement et calculent leur propre position, jour après jour, à quelques millimètres près. En quelques années, on voit des stations situées sur des plaques différentes s’éloigner ou se rapprocher, aux vitesses trouvées grâce aux roches sur des millions d’années. Le positionnement par satellite est lui-même le sujet du Chapitre 32.

Une station de positionnement permanente : son antenne est boulonnée à la roche, si bien qu’elle se déplace avec la plaque.
Une station de positionnement permanente : son antenne est boulonnée à la roche, si bien qu’elle se déplace avec la plaque.

18.5 Exercices

Exercice 18.1 ★

Qu’est-ce que la dérive des continents ? Donne les quatre sortes d’indices que Wegener a utilisées pour la défendre.

Solution

Solution de Exercice 18.1.

La dérive des continents est l’idée que les continents se déplacent lentement à la surface de la Terre, si bien que leurs positions ont changé au fil des âges. Les indices de Wegener : l’emboîtement des côtes (Amérique du Sud et Afrique) ; les mêmes fossiles sur des continents aujourd’hui séparés par des océans ; les mêmes roches et les mêmes vieilles chaînes de montagnes de part et d’autre d’un océan ; des traces de climats anciens qui ne sont pas à leur place (du charbon en Antarctique, des dépôts glaciaires dans une Afrique chaude et sèche).

Exercice 18.2 ★

Nomme les trois sortes de limites de plaques et dis, pour chacune, comment les deux plaques se déplacent l’une par rapport à l’autre.

Solution

Solution de Exercice 18.2.

Divergente : les plaques s’écartent. Convergente : elles se rapprochent. Transformante : elles glissent l’une le long de l’autre, côte à côte.

Exercice 18.3 ★

Regarde la carte des séismes et des volcans. Nomme deux régions du monde qui ont beaucoup de grands séismes, et un continent qui n’en a presque pas en son milieu.

Solution

Solution de Exercice 18.3.

Par exemple, tout autour de l’océan Pacifique (Japon, Indonésie, Andes), et la bande qui va de la Méditerranée à l’Himalaya. Presque aucun grand séisme au milieu de l’Afrique ou de l’Australie (ni dans l’Amérique du Nord à l’est des Rocheuses, ni au Brésil).

Exercice 18.4 ★

On trouve au Brésil et en Afrique australe des fossiles de Mesosaurus, un petit reptile qui vivait en eau douce. Pourquoi est-ce un indice que les deux continents ont été réunis autrefois ?

Solution

Solution de Exercice 18.4.

Un animal d’eau douce ne pouvait pas traverser des milliers de kilomètres d’océan salé. Le trouver des deux côtés signifie que les deux endroits étaient autrefois reliés par la terre, en un seul continent, à l’époque où vivait Mesosaurus.

Exercice 18.5 ★★

On trouve du charbon en Antarctique. Qu’est-ce que cela nous apprend sur le climat dans lequel ce charbon s’est formé, et que peut-on en conclure sur l’endroit où se trouvait l’Antarctique à cette époque ?

Solution

Solution de Exercice 18.5.

Le charbon se forme à partir des plantes de forêts chaudes, humides et marécageuses : le climat était chaud et humide. De telles forêts ne peuvent pas pousser près du pôle Sud aujourd’hui : l’Antarctique a donc dû se trouver autrefois beaucoup plus près de l’équateur ; il s’est déplacé.

Exercice 18.6 ★★

Dis quelle sorte de limite se trouve à chacun de ces endroits : la dorsale médio-atlantique ; les Andes ; la faille de San Andreas ; l’Himalaya ; le rift est-africain.

Solution

Solution de Exercice 18.6.

Dorsale médio-atlantique : divergente. Andes : convergente (une plaque océanique s’enfonce sous un continent). Faille de San Andreas : transformante. Himalaya : convergente (deux continents entrent en collision). Rift est-africain : divergente (un continent qui se fend).

Exercice 18.7 ★★

Convertis une vitesse de 2.5 cm2.5\,\mathrm{cm} par an en kilomètres par million d’années. De combien deux points situés de part et d’autre de la limite s’éloigneraient-ils en 60 millions d’années à cette vitesse ?

Solution

Solution de Exercice 18.7.

2.5×10=252.5 \times 10 = 25 kilomètres par million d’années ; en 60 millions d’années : 25×60=1500 km25 \times 60 = 1500\,\mathrm{km}.

Exercice 18.8 ★★

Entre 1975 et 1984 — neuf ans — les fissures proches du volcan Krafla, en Islande, se sont élargies d’environ 7 m7\,\mathrm{m} au total. Quel a été l’élargissement moyen par an, en centimètres ? Compare-le avec la vitesse moyenne de la dorsale médio-atlantique, environ 2.5 cm2.5\,\mathrm{cm} par an, et propose une raison pour laquelle les deux nombres sont si différents.

Solution

Solution de Exercice 18.8.

7 m=700 cm7\,\mathrm{m} = 700\,\mathrm{cm}, et 700÷9≈78700 \div 9 \approx 78 : environ 78 cm78\,\mathrm{cm} par an, quelque 30 fois la moyenne de 2.5 cm2.5\,\mathrm{cm} par an. Les plaques ne s’écartent pas en douceur en surface : la contrainte s’accumule pendant des années et se libère en de brèves crises, quand les fissures s’ouvrent de plusieurs mètres d’un coup. Sur de longues durées, années calmes et crises se compensent en moyenne pour donner quelques centimètres par an.

Exercice 18.9 ★★

La théorie de Wegener a été rejetée pendant des dizaines d’années. À quelle question ne pouvait-il pas répondre ? Qu’est-ce que la théorie de la tectonique des plaques change à son image des continents en mouvement ?

Solution

Solution de Exercice 18.9.

Il ne pouvait pas dire quelle force déplace les continents, et le mouvement qu’il imaginait (des continents qui labourent le fond océanique) était impossible. Dans la tectonique des plaques, les continents ne labourent rien : ils sont transportés, avec le fond océanique qui les entoure, par des plaques qui se déplacent comme des morceaux entiers de l’enveloppe externe de la Terre.

Exercice 18.10 ★★

Regarde la coupe à travers deux limites de plaques. Où le fond de la mer est-il le plus haut, et où est-il le plus profond ? Où de la plaque nouvelle se forme-t-elle, et où une plaque retourne-t-elle dans le manteau ?

Solution

Solution de Exercice 18.10.

Le plus haut à la dorsale, le plus profond à la fosse. De la plaque nouvelle se forme à la dorsale, là où de la roche chaude monte du manteau ; la plaque océanique retourne dans le manteau à la fosse, là où elle s’enfonce sous le continent.

Exercice 18.11 ★★★

À travers la dorsale du Pacifique Est, les plaques s’écartent d’environ 14.2 cm14.2\,\mathrm{cm} par an, et à travers la dorsale de l’Atlantique Nord d’environ 2.2 cm2.2\,\mathrm{cm} par an. Combien de fois la dorsale du Pacifique Est est-elle plus rapide (arrondis à l’unité) ? Combien de temps chaque dorsale met-elle pour ouvrir 1000 km1000\,\mathrm{km} de nouveau fond océanique ?

Solution

Solution de Exercice 18.11.

14.2÷2.2≈6.4514.2 \div 2.2 \approx 6.45 : environ 6 fois plus rapide. En kilomètres par million d’années, les vitesses sont de 142 et de 22. Durées pour 1000 km1000\,\mathrm{km} : 1000÷142≈71000 \div 142 \approx 7 millions d’années pour la dorsale du Pacifique Est ; 1000÷22≈451000 \div 22 \approx 45 millions d’années pour la dorsale de l’Atlantique Nord.

Exercice 18.12 ★★★

Sur les 7 031 séismes de magnitude 6 ou plus enregistrés de 1976 à 2025, 4 578 se sont produits à moins de 100 km100\,\mathrm{km} de la ligne d’une limite de plaques tracée sur la carte, 6 472 à moins de 300 km300\,\mathrm{km} et 6 786 à moins de 500 km500\,\mathrm{km}. (a) Combien se sont produits entre 100 km100\,\mathrm{km} et 300 km300\,\mathrm{km} de la ligne ? (b) Calcule, à l’unité près, le pourcentage de tous ces séismes qui se sont produits à moins de 100 km100\,\mathrm{km} de la ligne. (c) Beaucoup des séismes situés entre 100 km100\,\mathrm{km} et 300 km300\,\mathrm{km} de la ligne se trouvent du même côté d’une fosse océanique profonde. À l’aide de ce qui se passe à une limite convergente, explique pourquoi un séisme causé par une limite de plaques peut se produire si loin de la ligne tracée sur la carte.

Solution

Solution de Exercice 18.12.

(a) 6472−4578=18946472 - 4578 = 1894 séismes. (b) 4578÷7031≈0.6514578 \div 7031 \approx 0.651, soit 65 %. (c) La ligne de la carte marque la fosse, là où la plaque océanique commence à s’enfoncer. La plaque ne descend pas à la verticale : elle s’enfonce en oblique sous l’autre plaque, de plus en plus profond à mesure qu’elle passe dessous. Des séismes se produisent tout le long de la plaque qui s’enfonce ; beaucoup se trouvent donc sous la plaque qui reste au-dessus, du même côté de la fosse, à des dizaines ou des centaines de kilomètres de la ligne. Une limite de plaques est une zone, pas un trait fin.

18.6 Problème : L’ouverture de l’Atlantique Sud

Problème 18.1

Problème du week-end — mesurer un océan sur la carte et trouver combien de temps il a mis à s’ouvrir

Sur une carte de l’Atlantique Sud, une élève suit le parallèle de latitude 23∘23{}^{\circ} Sud. Il quitte la côte de l’Amérique du Sud près de Rio de Janeiro, à la longitude 43.2∘43.2{}^{\circ} Ouest, traverse l’océan et la dorsale médio-atlantique, et atteint la côte de l’Afrique près de Walvis Bay, à la longitude 14.4∘14.4{}^{\circ} Est. Sur ce parallèle, un degré de longitude mesure 102 km102\,\mathrm{km}. À travers la dorsale, à cette latitude, les plaques sud-américaine et africaine s’écartent de 3.4 cm3.4\,\mathrm{cm} par an.

Partie I — Les indices de l’emboîtement.

  1. Sur la carte des fossiles de ce chapitre, nomme les fossiles dont les bandes passent de l’Amérique du Sud à l’Afrique.
  2. Pourquoi les fossiles de Mesosaurus ne peuvent-ils pas s’expliquer par un animal qui aurait nagé d’un continent à l’autre ?
  3. Quelle partie de l’Amérique du Sud s’emboîte dans quelle partie de l’Afrique ?
  4. Quelle sorte de limite de plaques court au milieu de l’Atlantique Sud aujourd’hui ? Comment les deux plaques s’y déplacent-elles ?

Partie II — Mesurer l’océan.

  1. Combien de degrés de longitude séparent les deux côtes le long du parallèle 23∘23{}^{\circ} Sud ?
  2. Quelle est la largeur de l’océan, en kilomètres, le long de ce parallèle ? Arrondis à la dizaine de kilomètres.
  3. À l’équateur, un degré de longitude mesure 111 km111\,\mathrm{km}. Pourquoi ne mesure-t-il que 102 km102\,\mathrm{km} à 23∘23{}^{\circ} Sud ?
  4. La dorsale court à peu près au milieu de l’océan. À quelle distance environ de la dorsale se trouve chaque côte ?

Partie III — L’âge de l’océan.

  1. Convertis en kilomètres par million d’années la vitesse à laquelle les deux plaques s’écartent.
  2. Si l’océan s’était toujours ouvert à cette vitesse, combien de millions d’années lui aurait-il fallu pour atteindre sa largeur actuelle ? Arrondis à la dizaine de millions d’années.
  3. Les géologues datent la fragmentation de la Pangée d’il y a environ 225 à 200 millions d’années, et disent que l’Atlantique s’est agrandi au cours des 100 à 200 derniers millions d’années. Ta réponse est-elle en accord avec cela ?
  4. Donne une raison pour laquelle l’âge réel de l’Atlantique Sud peut différer de l’âge que tu as trouvé.
Solution

Solution de Problème 18.1.

1. Mesosaurus, Cynognathus et Glossopteris (la bande de Lystrosaurus relie l’Afrique, l’Inde et l’Antarctique).

2. Il vivait en eau douce : il ne pouvait pas traverser un océan salé large de milliers de kilomètres.

3. Le renflement du nord-est du Brésil s’emboîte dans le creux du golfe de Guinée, sur la côte ouest de l’Afrique.

4. Une limite divergente, la dorsale médio-atlantique : la plaque sud-américaine se déplace vers l’ouest et la plaque africaine vers l’est, en s’éloignant l’une de l’autre.

5. Les côtes sont de part et d’autre du méridien d’origine : 43.2+14.4=57.6∘43.2 + 14.4 = 57.6{}^{\circ}.

6. 57.6×102=5875.257.6 \times 102 = 5875.2 : environ 5880 km5880\,\mathrm{km}.

7. Les méridiens se rapprochent quand on va de l’équateur vers un pôle. Le parallèle 23∘23{}^{\circ} Sud est un cercle plus petit que l’équateur : chacun de ses 360 degrés est donc plus court.

8. Environ la moitié de la largeur : 5880÷2=2940 km5880 \div 2 = 2940\,\mathrm{km}.

9. 3.4×10=343.4 \times 10 = 34 kilomètres par million d’années.

10. 5880÷34≈1735880 \div 34 \approx 173 : environ 170 millions d’années.

11. Oui : 170 millions d’années se situe entre 100 et 200 millions d’années, et vient après le début de la fragmentation de la Pangée, il y a 225 à 200 millions d’années. Un simple calcul sur une carte donne le bon ordre de grandeur.

12. Par exemple : la vitesse n’a pas toujours été la même ; les continents se sont étirés et amincis avant de se séparer, si bien que les côtes actuelles ne correspondent pas exactement à la ligne le long de laquelle ils se sont brisés.

এই অধ্যায়ে সংজ্ঞায়িত পরিভাষা-শব্দ

পরিভাষায় সব 957 টি শব্দ দেখো