CHAPITRES • La tectonique des plaques
Cela signifie que le déplacement de tous les points appartenant à une plaque,
même aussi grande que le Pacifique, peut se modéliser à l'aide de seulement trois
paramètres : la latitude et la longitude du pôle d'Euler, et l'angle de la rotation.
Comme la rotation selon cet angle a est réalisée en un temps donné Ar, il est possible
d'évaluer la vitesse angulaire de la rotation Q : Q = a/Ar. La plaque étant rigide, il
est possible de calculer la vitesse de rotation correspondante V pour tout point de
la plaque à partir des trois paramètres cités :
V = Q R sin P
où R est le rayon de la Terre, et 0 l’angle entre le rayon passant par le pôle d’Euler
et le rayon passant par le point de calcul (figure 8.9).
FOCUS
Les vitesses de rotation varient au sein d’une plaque
Dans la formule de la vitesse au sein d’un bloc rigide, on observe que la vitesse de rotation au niveau
du pôle d’Euler est nulle (P = 0), et maximale pour p = 90°. La vitesse de rotation varie donc au sein de la
plaque. Et pourtant, celle-ci est bel et bien rigide et ne se déforme pas. Ces variations sont uniquement
dues à la géométrie sphérique du problème. On peut parfois lire que les failles transformantes existent
pour compenser ces différences de vitesses par de la déformation. C’est totalement faux. Considérons
un sucrier boule, analogue de la planète à deux plaques. Lorsqu’on déplace le compartiment qui peut
s’ouvrir, on fait bouger une plaque rigide. On observe bien que la vitesse est nulle à l’endroit où les vis
jouent le rôle d’axe de rotation, et aucune fracture n’apparaît à la surface du sucrier quand celui-ci est
en mouvement.
C’est toute la puissance de cette théorie : à partir de l’approximation de plaque,
avec un peu de mathématiques, il devient possible de calculer la vitesse de rotation
partout avec un minimum de paramètres à déterminer : la position des pôles d’Euler
pour chaque plaque et les vitesses angulaires correspondantes.
Il faut ajouter quelques autres hypothèses pour aller plus loin, et qui complètent la
définition de la théorie de la tectonique des plaques :
• les continents sont insubmersibles. Cette hypothèse est fausse en réalité mais
encore une fois, c’est une approximation utile et possible au premier ordre ;
• il n’existe que trois types de frontières de plaques possibles : les dorsales
(divergence), dont l’ouverture est symétrique, les zones de subduction et plus
largement de convergence, et les failles transformantes. Ces dernières sont
dites conservatives puisqu’aucune production ni destruction de croûte océanique
ne s’y réalise.
À l’aide de ces hypothèses et du théorème d’Euler, la théorie est complète (elle a
été un peu améliorée depuis mais l’essence reste la même). Il s’agit maintenant de
l’appliquer à la Terre.
2.2| De la théorie à la pratique
La théorie semble simple, mais son application ne l’est pas pour autant. Il faut :
1. identifier les plaques rigides à la surface du globe actuel, et éventuellement dans
le passé à partir de l’enregistrement géologique ;
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Cela signifie que le déplacement de tous les points appartenant à une plaque,
même aussi grande que le Pacifique, peut se modéliser à l'aide de seulement trois
paramètres : la latitude et la longitude du pôle d'Euler, et l'angle de la rotation.
Comme la rotation selon cet angle a est réalisée en un temps donné Ar, il est possible
d'évaluer la vitesse angulaire de la rotation Q : Q = a/Ar. La plaque étant rigide, il
est possible de calculer la vitesse de rotation correspondante V pour tout point de
la plaque à partir des trois paramètres cités :
V = Q R sin P
où R est le rayon de la Terre, et 0 l’angle entre le rayon passant par le pôle d’Euler
et le rayon passant par le point de calcul (figure 8.9).
FOCUS
Les vitesses de rotation varient au sein d’une plaque
Dans la formule de la vitesse au sein d’un bloc rigide, on observe que la vitesse de rotation au niveau
du pôle d’Euler est nulle (P = 0), et maximale pour p = 90°. La vitesse de rotation varie donc au sein de la
plaque. Et pourtant, celle-ci est bel et bien rigide et ne se déforme pas. Ces variations sont uniquement
dues à la géométrie sphérique du problème. On peut parfois lire que les failles transformantes existent
pour compenser ces différences de vitesses par de la déformation. C’est totalement faux. Considérons
un sucrier boule, analogue de la planète à deux plaques. Lorsqu’on déplace le compartiment qui peut
s’ouvrir, on fait bouger une plaque rigide. On observe bien que la vitesse est nulle à l’endroit où les vis
jouent le rôle d’axe de rotation, et aucune fracture n’apparaît à la surface du sucrier quand celui-ci est
en mouvement.
C’est toute la puissance de cette théorie : à partir de l’approximation de plaque,
avec un peu de mathématiques, il devient possible de calculer la vitesse de rotation
partout avec un minimum de paramètres à déterminer : la position des pôles d’Euler
pour chaque plaque et les vitesses angulaires correspondantes.
Il faut ajouter quelques autres hypothèses pour aller plus loin, et qui complètent la
définition de la théorie de la tectonique des plaques :
• les continents sont insubmersibles. Cette hypothèse est fausse en réalité mais
encore une fois, c’est une approximation utile et possible au premier ordre ;
• il n’existe que trois types de frontières de plaques possibles : les dorsales
(divergence), dont l’ouverture est symétrique, les zones de subduction et plus
largement de convergence, et les failles transformantes. Ces dernières sont
dites conservatives puisqu’aucune production ni destruction de croûte océanique
ne s’y réalise.
À l’aide de ces hypothèses et du théorème d’Euler, la théorie est complète (elle a
été un peu améliorée depuis mais l’essence reste la même). Il s’agit maintenant de
l’appliquer à la Terre.
2.2| De la théorie à la pratique
La théorie semble simple, mais son application ne l’est pas pour autant. Il faut :
1. identifier les plaques rigides à la surface du globe actuel, et éventuellement dans
le passé à partir de l’enregistrement géologique ;
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