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Le granite, matériau des continents

L’étude de la vitesse de propagation des ondes sismiques a permis de montrer que la croûte continentale avait une composition différente de celle de la croûte océanique basaltique : elle est formée de granite.

Aussi, granite et gneiss sont des roches que l’on rencontre souvent ensemble. Elles ne sont visibles à l’affleurement que dans certaines régions : les massifs anciens et les montagnes jeunes.

Et souvent, nous rencontrons cette roche au cœur des montagnes avec maint caractéristiques.

Au cœur des montagnes !

En France, le granite apparaît en affleurements étendus dans le Massif Central, le Massif Armoricain, les Vosges et la Corse. Ce sont des régions de montagnes anciennes, formées il y a environ 320 millions d’années. Elles ont subi une intense érosion et sont actuellement des régions d’altitude peu élevée.

Les affleurements sont peu étendus dans les Alpes et les Pyrénées. Ce sont des montagnes jeunes, formées il y a 60 millions d’années. Elles ont moins subi l’action de l’érosion.

Le granite est associé aux chaînes de montagnes et constitue en quelque sorte leurs racines.

Au fond des bassins sédimentaires !

Le granite n’affleure dans aucun bassin sédimentaire. Les sondages effectués dans le Bassin Parisien, le Bassin Aquitain, le Fossé Rhénan, la vallée du Rhône, montrent que le granite s’étend en profondeur sous d’épaisses couches de terrains sédimentaires. Ce soubassement, formé de granite, s’appelle Socle.

Le granite : une roche cristalline !

 Le granite est une roche compacte. Il n’est pas disposé en couches ou strates mais en massifs souvent parcourus par des réseaux de cassures sans orientation privilégiée, les diaclases. Roche recherchée pour sa dureté et sa résistance à l’érosion, on l’utilise sous forme de pavés, de pierres de taille, de dalles et de bordures de trottoirs.

Mais aussi une roche rugueuse au toucher car constituée d’un ensemble cohérent de minéraux visibles à l’œil nu :

– Le mica noir, foncé et brillant, est formé de lamelles qui se séparent facilement les unes des autres.
– Les feldspaths, blancs ou roses de forme géométrique.
– Le quartz, de forme variée, grisâtre, plus ou moins translucide.
Tous ces minéraux sont des cristaux : le granite est une roche cristalline.

Le granite est le matériau de base des continents. On le trouve au coeur des montagnes, sur de grandes étendues dans les massifs anciens, sur de petites surfaces dans les montagnes jeunes, sous les bassins sédimentaires. Le granite est une roche compacte, non stratifiée, souvent fracturée ; entièrement cristallisée, il est constitué de feldspath, de quartz et de mica.

Sources : géologie Bordas

Alfred WEGENER – Jeu de plaques

Les idées de Wegener sont alors mal reçues par les spécialistes. Il leur était bien difficile d’accueillir cette théorie sans aucune preuve physique ; par ailleurs, les conceptions du savant allemand bouleversaient trop les connaissances acquises de cette époque.

 

LA TERRE, UN JEU DE PLAQUES

 

WEGENER AVAIT RAISON

 

Son parcours

 

 

 

Alfred Wegener naît à Berlin en 1880. Après des études de mathématiques et de sciences, il se consacre à l’astronomie et à la météorologie. Passionné de voyages, il devient explorateur polaire et part à quatre reprises faire des études météorologiques, climatiques et géophysiques au Groenland. Au cours de sa quatrième expédition, en novembre 1930, il meurt d’épuisement. Sept mois plus tard, on retrouve son corps enseveli sous la neige.

Bien que n’étant pas spécialiste de géologie, Wegener, ainsi qu’un certain nombre d’esprits curieux l’ont fait avant lui, remarque un fait important et écrit en 1910 : « La côte orientale de l’Amérique du Sud ne s’adapte-t-elle pas précisément à la côte occidentale de l’Afrique, comme si elles avaient été jointes autrefois. » En 1911, il découvre dans un ouvrage de paléontologie l’étonnante similitude des fossiles d’Amérique du Sud et d’Afrique et pense immédiatement qu’une liaison terrestre a dû exister entre ces deux continents.

C’est à partir de ces deux observations qu’il élabore l’idée des déplacements horizontaux ou « dérive » des continents. En 1912, il présente, pour la première fois en public, son hypothèse qu’on a désignée en français sous le nom de « Dérive des continents ».

 

L’emboîtement des continents d’après le livre original de Wegener

Il fallu donc attendre 1960 pour voir « renaître » la « dérive des continents » et pour que « son père » bénéficie ainsi d’une gloire posthume.

Les découvertes des trente dernières années permettent en effet d’arriver à une synthèse connue sous le nom de « tectonique des plaques ». Bien des reconstitutions paléogéographiques de Wegener se trouvent ainsi confirmées ; quelques points cependant sont fondamentalement différents :

– Ce ne sont pas les seuls continents qui se déplacent comme « des icebergs de gneiss sur une mer de basalte » mais les plaques, unités bien plus vastes comprenant les continents ainsi que des portions océaniques :

– La dorsale médio-atlantique n’est pas simplement la cicatrice inerte née de la séparation des continents mais une zone particulièrement active où naissent les plaques.

La composition de la croûte continentale est essentiellement granitique tandis que celle de la croûte océanique est basaltique. Les plaques lithosphériques se déplacent par suite de l’activité tectonique et volcanique localisée à leurs frontières : dans les dorsales, il y a formation de croûte océanique tandis que dans les zones de subduction, le matériau des plaques repart en profondeur. Ce mouvement provoque la collision des plaques et entraîne la formation de chaînes de montagne. Dans les zones d’orogenèse, les roches subissent des contraintes, des augmentations de température et de pression et se transforment en roches métamorphiques.

 
 
 
 

Terre, Océans, Continents

La terre s’est formée il y a 4, 5 milliards d’années par la réunion de petits corps dispersés dans la nébuleuse du système solaire et ressemblant aux météorites qui arrivent encore de nos jours sur notre planète. En même temps, d’autres planètes se formaient, dans des conditions analogues, à l’intérieur du système solaire.

L’évolution du globe

La naissance de la Terre

 

La Terre a subi, pendant les premiers temps de son existence, des remaniements qui ont conduit à une distribution des éléments chimiques en atmosphère, manteau (avec une partie superficielle la lithosphère) et noyau. La lithosphère primitive était surtout formée de basalte. L’atmosphère primitive, obtenue par un dégazage du manteau analogue à celui qui a lieu lors des éruptions volcaniques, était dépourvue d’oxygène. Elle devait être constituée de dioxyde de carbone, de méthane, d’hydrogène, d’ammoniac et de vapeur d’eau.

Au cours du refroidissement la vapeur d’eau se condensant aurait donné naissance aux océans.

Des océans aux continents

Les continents vont naître à partir de matériaux expulsés du manteau mais leur géographie est alors très différente de celle des continents actuels. On sait que vers 600 millions d’années existaient quatre masses continentales dont on retrouve des traces dans les continents actuels.

La distribution des océans et des continents se modifie

La distribution des océans et des continents a beaucoup évolué au cours de l’histoire de la Terre.

L’expansion des fonds océaniques, dont nous avons étudié le mécanisme dans le chapitre 3, est le premier facteur des modifications de cette distribution. Elle commande le mouvement des plaques de la lithosphère ce qui entraîne

– la dérive des continents qu’elles supportent,
– la naissance de chaînes de montagnes dites de subduction en bordure d’un continent,
– la surrection de chaînes de montagnes dites de collision lors de la collision entre deux continents.

L’histoire de la répartition des continents et des océans est phénoménale. Des orogenèses de chaînes de montagnes jalonnent cette histoire, aussi les utilise-t-on pour caractériser les évènements majeurs de l’histoire de la Terre.

Des modifications climatiques

En dérivant, les continents se déplacent par rapport à l’axe des pôles, les climats qui les affectent s’en trouvent modifiés.

Il y a 250 millions d’années, la France était soumise à un climat équatorial ; depuis, son territoire se rapproche du pôle, ce qui provoque un refroidissement général. Mais la dérive des continents n’explique pas toutes les fluctuations climatiques ; il faut aussi faire appel aux variations de l’éclairement solaire, conséquence de modifications de la position de la Terre dans son orbite autour du soleil.

 

Sources comprendre et enseigner la planète Terre Caron, Gauthier

Comprendre les volcans et les séismes

Un volcan est une zone où le magma arrive en surface de façon intermittente et le magma provient d’un réservoir magmatique.

DescriptionSéisme-Épicentre-Hypocentre-Faille tectonique.jpg
Français : Épicentre et hypocentre (foyer) d’un séisme.
Source Wikimini, l’encyclopédie pour enfants ([1])
Auteur Lorangeo, à partir d’un travail de Dollynarak
 

Un lien utile : Société géologique de France

 

(Les limites océans-continents) : La naissance des plaques

Selon J.M. Bardintzeff, « Volcans et Magmas »,
 

« Les zones d’écartement correspondant aux rifts médio-océaniques. Le long de cette immense fracture sous-marine, les plaques se séparent alors que du magma s’épanche. Ces deux mécanismes sont intimement liés, mais on ne sait pas encore de façon formelle lequel induit l’autre. Le magma repousse-t-il les plaques ? Ou bien celles-ci en s’écartant permettent-elles l’émission du magma ? Ou bien une troisième cause entraîne-t-elle ces deux phénomènes ? En effet l’asthénosphère ne reste pas immobile. Comme dans une casserole d’eau sur le feu, la partie inférieure chaude a tendance à remonter. Ainsi des mouvements convectifs se produisant à grande échelle dans l’asthénosphère, à la vitesse de quelques centimètres par an, créant ainsi de gigantesques « cellules de convection » d’un diamètre de quelques centaines de kilomètres. Ces cellules de convection seraient responsables de la fracturation puis de l’écartement des plaques. La partie de l’asthénosphère qui remonte subit une baisse de pression, responsable d’un début de fusion et de production magmatique au niveau des dorsales. ».

Mais d’où provient le magma ? Pourquoi y a-t-il des magmas plus ou moins visqueux ?

De plus, les séismes correspondent à des cassures de roches qui se produisent au niveau du foyer.

Mais pourquoi y a-t-il cassure ?

  • Les zones d’affrontement

La lithosphère océanique est formée de roches volcaniques (basalte notamment) alors que la croûte continentale est essentiellement granitique. De ce fait lithosphère océanique et lithosphère continentale n’ont pas la même densité. La première a une densité voisine de celle de l’asthénosphère, alors que la seconde est plus légère. Ces densités différentes expliquent les comportements des plaques dans les zones d’affrontement.

  • La subduction

Lorsqu’une plaque océanique et une plaque continentale s’affrontent, la première, légèrement plus dense, plonge sous la seconde et s’enfonce dans l’asthénosphère : c’est la subduction.

Le frottement entre les deux plaques est la cause de nombreux séismes enregistrés dans cette zone. Les foyers de ces séismes disparaissent au-delà de 400 à 700 km de profondeur. A partir de ces profondeurs, la plaque océanique fond totalement. Ainsi la lithosphère océanique termine son existence dans l’asthénosphère.

  • La collision

Lorsque deux continents sont portés l’un vers l’autre par les mouvements de leurs plaques respectives, ni l’un ni l’autre ne peut s’enfoncer dans l’asthénosphère, ce qui empêche toute subduction. La collision  qui en résulte crée des reliefs et la formation d’une chaîne de montagnes. C’est le cas des Alpes et de l’Himalaya. Les zones de collision présentent de nombreux séismes mais peu de volcanisme associé.

ZONE DE SUBDUCTION

La circulation de matière

– L’origine des magmas volcaniques

Dans les zones de subduction, les magmas volcaniques ont une double origine. Dans les deux cas, les magmas quittent la zone où ils ont pris naissance et montent par des fissures vers les réservoirs magmatiques dont le volume peut dépasser le kilomètre cube et où le magma peut séjourner plusieurs années avant l’éruption.

– L’origine du granite

Un volcanisme explosif existe dans les zones de subduction :

Les magmas ne parviennent pas toujours jusqu’à la surface. Ils forment parfois des plutons qui se refroidissent très lentement en profondeur. Ainsi naît une deuxième catégorie de roches magmatiques : les roches plutoniques parmi lesquelles le granite est la plus répandue.

– Une zone de métamorphisme :

Sous l’effet d’une élévation importante de la température et d’une élévation de pression, les roches se transforment (on peut dire qu’elles se métamorphosent) en d’autres roches. Dans les zones de subduction de telles conditions sont réalisées ; ce sont donc des zones de métamorphisme.

– A une profondeur de 80 à 100 km, où règne une température de 650 à 700 ° C, la vapeur d’eau libérée par la plaque océanique plongeante permet la fusion partielle des roches du manteau supérieur de la lithosphère continentale. Les magmas qui en résultent, avec une composition chimique voisine de celle de la croûte continentale, sont riches en eau. Ils donnent une activité volcanique violemment explosive. Les volcans des Antilles sont de ce type.

– Plus profondément (100 à 200 km), la fusion partielle de la plaque plongeante donne naissance à des magmas de composition différente des précédents.

 

Géologie Bordas