La tectonique des plaques

Exercices corrigés

1. Comment appelle-t-on la couche externe rigide de la Terre, découpée en plaques ?

   • A.La lithosphèreBonne réponse
   • B.L'asthénosphère
   • C.Le noyau externe
   • D.Le manteau inférieur

   Réponse : A — La lithosphère

   La lithosphère est la couche externe RIGIDE : elle regroupe la croûte et la partie supérieure du manteau, sur environ 100 km d'épaisseur. C'est elle qui est fracturée en plaques. L'asthénosphère est juste en dessous : elle est ductile, donc elle ne se casse pas en plaques, c'est au contraire la couche sur laquelle les plaques glissent. Le noyau et le manteau inférieur sont beaucoup trop profonds.

2. Quel savant a proposé en 1912 la théorie de la dérive des continents ?

   • A.Charles Darwin
   • B.Alfred WegenerBonne réponse
   • C.Louis Pasteur
   • D.Isaac Newton

   Réponse : B — Alfred Wegener

   C'est Alfred Wegener, un météorologue allemand, qui propose en 1912 que les continents étaient autrefois réunis en un supercontinent, la Pangée, avant de dériver. Darwin a travaillé sur l'évolution des espèces, Pasteur sur les micro-organismes et la vaccination, Newton sur la gravitation : aucun des trois ne s'est occupé du déplacement des continents.

3. À quelle vitesse se déplacent les plaques lithosphériques ?

   • A.Quelques millimètres par siècle
   • B.Quelques mètres par an
   • C.Quelques centimètres par anBonne réponse
   • D.Quelques kilomètres par an

   Réponse : C — Quelques centimètres par an

   Les plaques avancent de quelques centimètres par an, en gros à la vitesse à laquelle poussent tes ongles. C'est imperceptible à l'échelle d'une vie humaine, mais énorme à l'échelle géologique : 5 cm/an, cela fait 50 km en un million d'années. Quelques millimètres par siècle serait beaucoup trop lent pour ouvrir un océan, et quelques mètres ou kilomètres par an seraient largement visibles à l'œil nu chaque année.

4. Où se fabrique de la nouvelle lithosphère océanique ?

   • A.Dans les fosses océaniques
   • B.Au sommet des chaînes de montagnes
   • C.Au centre des continents
   • D.Au niveau des dorsales océaniquesBonne réponse

   Réponse : D — Au niveau des dorsales océaniques

   À la dorsale océanique, deux plaques s'écartent : du magma remonte, refroidit et forme en permanence du nouveau plancher océanique. C'est donc une zone de CRÉATION. Les fosses océaniques sont exactement l'inverse : c'est là que la lithosphère plonge et est détruite, en subduction. Les chaînes de montagnes et l'intérieur des continents ne fabriquent pas de lithosphère océanique.

5. Qu'est-ce que la subduction ?

   • A.L'écartement de deux plaques au niveau d'une dorsale
   • B.Le glissement horizontal de deux plaques l'une contre l'autre
   • C.L'enfoncement d'une plaque océanique sous une plaque voisineBonne réponse
   • D.Le soulèvement d'une chaîne de montagnes par plissement

   Réponse : C — L'enfoncement d'une plaque océanique sous une plaque voisine

   En subduction, une plaque océanique devenue froide et dense plonge sous une plaque voisine et retourne dans le manteau : c'est une zone de destruction (recyclage) de lithosphère. L'écartement à la dorsale, c'est la divergence. Le glissement horizontal, c'est le coulissage. Et le soulèvement d'une chaîne par plissement, c'est la collision, qui se produit quand deux croûtes continentales se rencontrent.

6. On retrouve les fossiles du même reptile terrestre, le Mesosaurus, en Amérique du Sud ET en Afrique. Que conclut Wegener ?

   • A.Ce reptile savait nager sur des milliers de kilomètres
   • B.Deux espèces identiques sont apparues séparément par hasard
   • C.Ces fossiles ont été transportés par les courants marins
   • D.Les deux continents étaient réunis à l'époque où vivait ce reptileBonne réponse

   Réponse : D — Les deux continents étaient réunis à l'époque où vivait ce reptile

   C'est l'un des arguments les plus forts de Wegener. Ce reptile vivait sur la terre ferme et ne pouvait pas traverser un océan de plusieurs milliers de kilomètres. La seule explication cohérente est que les deux continents étaient soudés à l'époque, puis se sont séparés. Une apparition identique et indépendante de la même espèce sur deux continents est extrêmement improbable, et des fossiles enfouis dans la roche ne se promènent pas au gré des courants.

7. Au niveau de la dorsale médio-atlantique, quel est le mouvement des deux plaques ?

   • A.Elles s'écartent l'une de l'autreBonne réponse
   • B.Elles se rapprochent l'une de l'autre
   • C.Elles coulissent horizontalement
   • D.Elles sont totalement immobiles

   Réponse : A — Elles s'écartent l'une de l'autre

   Une dorsale est une frontière de DIVERGENCE : les deux plaques s'écartent, et l'espace libéré est aussitôt comblé par du magma qui remonte et refroidit. C'est ainsi que l'océan Atlantique s'élargit d'environ 2 à 3 cm par an. Un rapprochement correspondrait à une subduction ou une collision, et un coulissage à une faille transformante comme celle de San Andreas.

8. Dans une zone de subduction, on relève des foyers sismiques superficiels près de la fosse, puis de plus en plus profonds (jusqu'à 700 km) en allant vers le continent. Qu'en déduis-tu ?

   • A.Les deux plaques s'écartent l'une de l'autre
   • B.Les séismes sont provoqués par les éruptions volcaniques
   • C.La plaque plongeante s'enfonce en direction du continentBonne réponse
   • D.Le manteau est liquide sous le continent

   Réponse : C — La plaque plongeante s'enfonce en direction du continent

   Les foyers sismiques marquent la position de la plaque qui plonge : ils dessinent un plan incliné (le plan de Bénioff). Comme ils s'enfoncent en direction du continent, c'est que la plaque océanique plonge sous la plaque continentale dans ce sens. Ce type de raisonnement est très demandé en exercice : les foyers profonds n'existent QUE dans les zones de subduction. Un écartement ne produirait que des séismes superficiels, et les séismes ne sont pas causés par les volcans mais par la rupture brutale de roches sous contrainte.

9. Deux plaques s'écartent de part et d'autre d'une dorsale, chacune à 2,5 cm par an. Deux points aujourd'hui distants de 500 km se trouvaient tous deux à l'axe de la dorsale. Depuis combien de temps s'écartent-ils ?

   • A.20 millions d'années
   • B.2 millions d'années
   • C.10 millions d'annéesBonne réponse
   • D.100 millions d'années

   Réponse : C — 10 millions d'années

   Le piège est là : chaque plaque avance de 2,5 cm/an, mais elles s'éloignent l'une de l'autre, donc la distance entre les deux points augmente de 2,5 + 2,5 = 5 cm par an. Convertissons ensuite la distance : 500 km = 500 000 m = 50 000 000 cm. Il reste à diviser : 50 000 000 ÷ 5 = 10 000 000, soit 10 millions d'années. Vérification : 5 cm/an pendant 10 millions d'années donne 50 000 000 cm = 500 km. Répondre 20 millions d'années, c'est la faute classique : n'utiliser que la vitesse d'une seule plaque en oubliant que l'autre s'éloigne aussi.

10. Sur une carte du monde, où sont situés la grande majorité des séismes et des volcans ?

    • A.Le long de fines lignes qui correspondent aux frontières de plaquesBonne réponse
    • B.Répartis au hasard sur toute la surface du globe
    • C.Uniquement au centre des continents
    • D.Uniquement dans l'hémisphère nord

    Réponse : A — Le long de fines lignes qui correspondent aux frontières de plaques

    Séismes et volcans ne sont pas dispersés au hasard : ils dessinent de fines bandes continues à la surface du globe. Ce sont précisément ces alignements qui ont permis de tracer les contours des plaques. L'intérieur des plaques, lui, est très calme. Il existe quelques exceptions (le volcanisme de point chaud, comme à Hawaï, en plein milieu de la plaque pacifique), mais elles restent rares.

11. Quelle couche se trouve juste sous la lithosphère et permet aux plaques de se déplacer ?

    • A.La croûte continentale
    • B.L'asthénosphèreBonne réponse
    • C.Le noyau interne
    • D.Une couche de lave liquide

    Réponse : B — L'asthénosphère

    L'asthénosphère est la partie du manteau située sous la lithosphère : elle est plus chaude et DUCTILE, c'est-à-dire qu'elle se déforme lentement sans se casser. La lithosphère rigide glisse donc dessus. Attention au piège classique : l'asthénosphère n'est pas liquide, elle reste solide ! Il n'y a pas d'océan de lave sous nos pieds. La croûte continentale fait partie de la lithosphère, et le noyau interne est au centre de la Terre.

12. Quel est le moteur du déplacement des plaques ?

    • A.L'attraction de la Lune sur les continents
    • B.La rotation de la Terre sur elle-même
    • C.Les courants de convection dans le manteau, dus à la chaleur interneBonne réponse
    • D.Le vent et les courants océaniques à la surface

    Réponse : C — Les courants de convection dans le manteau, dus à la chaleur interne

    La chaleur interne de la Terre (produite notamment par la radioactivité naturelle des roches) met le manteau en mouvement : la matière chaude et peu dense remonte, se refroidit en surface, devient plus dense et redescend. Ces boucles lentes sont les courants de convection, et elles entraînent les plaques. S'y ajoute la traction de la plaque froide qui plonge en subduction. La Lune provoque les marées, pas la tectonique. Le vent et les courants marins n'agissent qu'en surface, ils sont bien trop faibles pour déplacer une plaque.