La dérive des continents et les mouvements des plaques lithosphériques
Côtes qui s’emboîtent, fossiles partagés, bandes magnétiques : les preuves que les continents bougent sur des plaques.
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La dérive des continents et les mouvements des plaques lithosphériques
Module III : Éducation à l’environnement et au développement durableSéquence 10 : Les mouvements des plaques lithosphériquesSéances 34-35 : La dérive des continents et la plaque lithosphérique ; les mouvements des plaques
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💡 Idée principale : en 1912, Alfred Wegener propose que les continents formaient autrefois un supercontinent, la Pangée, qui s’est fragmenté : c’est la dérive des continents. Ses preuves (côtes complémentaires, fossiles, roches, paléoclimats) sont complétées dans les années 1960 par l’étude des fonds océaniques : la lithosphère est découpée en plaques rigides qui s’écartent aux dorsales, plongent dans les zones de subduction ou entrent en collision, à quelques centimètres par an.
Étapes résumées
Preuves de Wegener : emboîtement des côtes, fossiles identiques (Mesosaurus), roches et chaînes anciennes communes, traces glaciaires.
La lithosphère est découpée en une douzaine de grandes plaques rigides qui se déplacent sur l’asthénosphère.
Aux dorsales, du magma crée un nouveau plancher : âge des roches et bandes magnétiques symétriques de part et d’autre.
Moteur : convection du manteau et traction des plaques plongeantes ; vitesse de 1 à 10 cm/an.
les plaquesla dorsalela dérive des continents
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Situation problème
En classe de géographie, Ibrahim, élève de 1ère TI à Bertoua, découpe une carte du monde. Il remarque que la côte du Cameroun et du Gabon s’emboîte presque parfaitement dans celle du Brésil. Son professeur de SVT lui apprend qu’on a trouvé les mêmes fossiles de reptiles au Brésil et en Afrique du Sud, et que l’océan Atlantique s’élargit encore aujourd’hui de quelques centimètres chaque année.
Consignes :
Relève les observations qui suggèrent que les continents ont bougé.
Comment des continents peuvent-ils se déplacer ?
Comment reconstituer l’histoire de l’ouverture de l’océan Atlantique ?
Compétence visée
Reconstituer chronologiquement l’histoire des fonds océaniques et comprendre le mouvement des plaques.
Objectifs de la leçon
Présenter les preuves de la dérive des continents.
Définir la plaque lithosphérique et ses frontières.
Expliquer les mouvements des plaques à partir des données des fonds océaniques.
le problèmel’objectifla couche d’ozone
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Les preuves de la dérive des continents
Activité 1 : le puzzle de Wegener
Le document 1 rapproche l’Amérique du Sud et l’Afrique et indique la répartition de quelques fossiles et de traces d’anciens glaciers.
Document 1 : reconstitution de l’Amérique du Sud et de l’Afrique il y a environ 200 Ma.
Quels arguments montrent que ces deux continents étaient unis ?
Pourquoi la présence de Mesosaurus des deux côtés de l’Atlantique est-elle un argument fort ?
Ce qu’il faut comprendre : les côtes sont complémentaires ; on retrouve les mêmes fossiles (Mesosaurus, petit reptile d’eau douce incapable de traverser un océan ; Cynognathus ; la fougère Glossopteris), les mêmes roches et des traces d’anciens glaciers qui se prolongent d’un continent à l’autre. Ces continents formaient donc un seul bloc : le Gondwana, partie sud de la Pangée.
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Pourquoi Wegener n’a-t-il pas été cru ?
Il n’expliquait pas comment les continents pouvaient se déplacer à travers le fond des océans.
Il a fallu attendre l’exploration des fonds océaniques (1950-1960) pour découvrir le mécanisme : la tectonique des plaques.
La plaque lithosphérique
1. Plaque lithosphérique
portion rigide de lithosphère (croûte + manteau supérieur, ≈ 100 km d’épaisseur) qui se déplace d’un seul bloc sur l’asthénosphère. Une plaque peut porter un continent et une partie d’océan.
Exemple : le Cameroun est sur la plaque africaine ; l’Amérique du Sud est sur la plaque sud-américaine. Leur frontière est la dorsale médio-atlantique.
l’artèreles vaguesle globe terrestre
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2. Les trois types de frontières de plaques
Document 2 : divergence, subduction et collision (coupes schématiques).
3. Les frontières de plaques
Frontière
Mouvement
Manifestations
Exemple
Divergente
les plaques s’écartent
dorsale, rift, volcanisme, séismes
dorsale médio-atlantique ; rift est-africain
Convergente
les plaques se rapprochent
subduction (fosse, volcans) ou collision (montagnes)
Andes ; Himalaya
Transformante
les plaques coulissent
failles, séismes
faille de San Andreas
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Les mouvements des plaques et l’histoire des fonds océaniques
Activité 2 : lire l’âge du plancher océanique
Les basaltes formés à la dorsale enregistrent, en refroidissant, la direction du champ magnétique terrestre, qui s’est inversé de nombreuses fois. Le document 3 présente les bandes magnétiques et l’âge des roches de part et d’autre d’une dorsale.
Document 3 : bandes d’anomalies magnétiques et âge du plancher océanique.
Comment varie l’âge des roches quand on s’éloigne de la dorsale ?
Que montre la symétrie des bandes magnétiques ?
Ce qu’il faut comprendre : les roches sont de plus en plus anciennes quand on s’éloigne de la dorsale, et les bandes sont symétriques : le plancher océanique se forme à l’axe de la dorsale puis s’écarte des deux côtés. C’est l’expansion océanique. Les sédiments sont aussi de plus en plus épais et anciens loin de l’axe.
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Exemple guidé : vitesse d’ouverture
Énoncé
Un basalte daté de 12 Ma se trouve à 180 km de l’axe de la dorsale médio-atlantique. Calcule la vitesse d’expansion d’un côté, puis la vitesse d’écartement des deux plaques.
Solution
Vitesse = distance ÷ temps = 180 km ÷ 12 Ma = 15 km/Ma. 15 km = 1 500 000 cm et 1 Ma = 1 000 000 ans : 1,5 cm/an d’un côté. Les deux plaques s’écartent donc de 3 cm/an : l’Atlantique s’est ouvert en environ 130 Ma.
Le moteur des plaques
La convection dans le manteau, alimentée par l’énergie interne, entraîne lentement la lithosphère.
La plaque océanique, froide et dense, plonge dans les zones de subduction et tire le reste de la plaque.
Au Cameroun, la Ligne volcanique du Cameroun (mont Cameroun, Bioko, lacs de cratère) témoigne de cette activité interne.
la sécurité routièreau Camerounla carte factorielle
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Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
Wegener (1912) : les continents formaient la Pangée ; preuves : côtes complémentaires, fossiles, roches, paléoclimats.
La lithosphère est découpée en plaques rigides qui se déplacent sur l’asthénosphère.
Aux dorsales, il se crée du plancher océanique : âge des roches et anomalies magnétiques symétriques.
Frontières divergentes, convergentes (subduction, collision) et transformantes.
Les plaques se déplacent de quelques cm/an, entraînées par la convection du manteau et la subduction.
Vocabulaire à connaître
Pangéesupercontinent unique qui existait il y a environ 250 Ma.Dorsalechaîne volcanique sous-marine où se crée la lithosphère océanique.Subductionplongée d’une plaque océanique sous une autre plaque.Anomalie magnétiquebande de roche enregistrant une polarité du champ magnétique.Expansion océaniqueélargissement d’un océan à partir de sa dorsale.
je retiensl’océanla géologie
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Je m’évalue
1. Cite deux preuves de la dérive des continents.
2. Où les roches du plancher océanique sont-elles les plus jeunes ?
3. Que se passe-t-il dans une zone de subduction ?
4. Quel est l’ordre de grandeur de la vitesse des plaques ?
Réponses : côtes complémentaires ; fossiles identiques · à l’axe de la dorsale · une plaque océanique plonge sous une autre · quelques centimètres par an. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
Croire que seuls les continents bougent : ce sont les plaques (continent + plancher océanique) qui se déplacent.
Penser que les plaques flottent sur un manteau liquide : l’asthénosphère est solide mais ductile.
Oublier de convertir les unités (km/Ma en cm/an) dans les calculs de vitesse.
je réfléchisle potagerles fossiles
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Méthode
Pour calculer une vitesse d’expansion, relève la distance d’une roche à l’axe et son âge, divise la distance par l’âge, convertis en cm/an (1 km/Ma = 0,1 cm/an), puis multiplie par 2 pour l’écartement total.
Activité d’intégration
Un navire océanographique fait des prélèvements au fond de l’Atlantique sur une ligne entre le Cameroun et le Brésil. Les basaltes recueillis ont 0 Ma au milieu de l’océan, 40 Ma à 600 km de l’axe et 120 Ma près des côtes. Sur les deux rives, on a trouvé des fossiles de Mesosaurus.
Calcule la vitesse d’expansion de cet océan.
Reconstitue en quelques phrases l’histoire de l’ouverture de l’Atlantique.
Explique pourquoi Mesosaurus n’a pas pu traverser l’océan à la nage.