Le modèle de la tectonique des plaques élaboré dans les années 1960 est cohérent avec les différents mouvements de plaques observés : convergents, divergents et décrochants. Il prévoit l'âge de la lithosphère océanique, âge confirmé par les relevés de sédiments marins ; ainsi que la vitesse de déplacement des plaques, vitesse confirmée par les données paléomagnétiques, les alignements de volcans intraplaques, et les données GPS. Ce modèle implique un renouvellement de la lithosphère océanique, avec création au niveau des dorsales, et disparition dans les zones de subduction.
Élaboration du modèle de la tectonique des plaques à la fin des années 1960
À la fin des années 1960, la géométrie des failles transformantes permet d'élaborer un modèle en plaques rigides : c'est le modèle de la tectonique des plaques.
Faille transformante
Une faille transformante est une faille avec un mouvement coulissant sur le plan horizontal. On en retrouve tout au long des dorsales dont elles décalent l'axe. La structure de ces failles est cohérente avec une structure rigide qui se déplace sur la surface sphérique du globe.
Schéma d'une faille transformante
Schéma du décalage de l'axe d'une dorsale océanique par les failles transformantes
Les différents mouvements de plaques sont cohérents avec le modèle :
- Les mouvements divergents : les dorsales océaniques au niveau desquelles la lithosphère océanique se crée par accrétion de matériau mantellique.
- Les mouvements décrochants : les failles transformantes qui permettent les mouvements divergents des plaques sur une structure sphérique, en décalant l'axe des dorsales océaniques.
- Les mouvements convergents : représentés au niveau des zones de subduction où la lithosphère océanique disparaît dans l'asthénosphère.
Les points chauds ont permis de confirmer la fonctionnalité du modèle.
Point chaud
Un point chaud est une remontée de magma mantellique profond, fixe, qui perce régulièrement la lithosphère le long du mouvement de la plaque.
L'archipel d'Hawaï est issu du déplacement de la plaque Pacifique au-dessus d'un point chaud.
Schéma d'un point chaud
L'efficacité prédictive du modèle de la tectonique des plaques
Le modèle de la tectonique des plaques donne des prédictions vérifiées sur l'âge de la croûte océanique et la vitesse de déplacement des plaques.
Il prévoit que l'âge de la croûte océanique augmente avec l'éloignement à la dorsale : ces prédictions sont confirmées par les relevés de sédiments marins au contact du basalte dont l'âge augmente au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la dorsale. Ces résultats sont obtenus grâce à l'utilisation de forages, qui permettent aussi de mettre en évidence que plus on s'éloigne de la dorsale plus l'épaisseur des sédiments augmente.
Coupe du flanc ouest de la dorsale Atlantique avec mise en évidence de l'épaisseur des sédiments
De plus, le modèle de la tectonique des plaques prévoit la vitesse de déplacement des différentes plaques, ces calculs ayant été vérifiés par différentes méthodes :
- Les données paléomagnétiques qui permettent de calculer la vitesse de déplacement de la plaque en fonction des inversions du champ magnétique terrestre inscrites dans les minéraux des roches océaniques.
- Les données des alignements de volcans intraplaques qui permettent de calculer la vitesse de déplacement d'une plaque en fonction de la datation des îles créées par un point chaud.
- Les données GPS : le GPS reçoit les signaux de satellites spécialisés et mesure la distance qui le sépare de chacun des satellites par le temps écoulé entre l'émission et la réception du signal.
GPS
Le GPS est un récepteur qui reçoit les signaux de satellites spécialisés et mesure la distance qui le sépare de chacun des satellites par le temps écoulé entre l'émission et l'arrivée au récepteur de l'onde envoyée. Trois satellites minimum sont nécessaires pour permettre une triangulation du signal et obtenir des coordonnées précises. La position est traduite en coordonnées GPS.
- La latitude : comprise entre -90° et 90°, elle vaut 0° à l'équateur.
- La longitude : comprise entre -180° et 180°, elle vaut 0° au niveau du méridien de Greenwich.
- Les coordonnées sexagésimales : E ou O pour préciser à l'Est ou à l'Ouest du méridien de Greenwich, N ou S pour préciser au Nord ou au Sud de l'équateur.
Les coordonnées de la tour Eiffel sont :
- N 48° 51' 30"
- E 2° 17' 40"
La vitesse de déplacement de la lithosphère océanique par les données paléomagnétiques
La vitesse de déplacement de la lithosphère océanique par l'alignement des volcans intraplaques
Le renouvellement de la lithosphère océanique
Le modèle de la tectonique des plaques explique que :
- La lithosphère océanique se forme par accrétion de magma mantellique dans les dorsales océaniques, chaînes de volcans sous-marins situés au milieu des océans.
- La lithosphère, produite dans les dorsales, disparaît dans les zones de subduction en plongeant dans l'asthénosphère sous une plaque chevauchante.
Ainsi on parle de renouvellement de la lithosphère océanique par une alternance dorsale - subduction.
