Photo de la « Tectonic Arena » dans les Alpes suisses, vue depuis la station de ski de Flims, canton de Zurich
Cette région des Alpes fut le premier endroit, au XIXe siècle, ayant permis de comprendre l’origine des hauts sommets des montagnes issues d’une collision: observez bien ces sommets, une chose doit vous interpeller… Les sommets triangulaires semblent posés sur une surface plane. Or ces sommets sont plus vieux que la surface plane, ce qui contredit le principe de superposition.
Nous cherchons à comprendre comment les continents se forment.
1-Caractéristiques de la croûte continentale
Nous retiendrons que:
La croute continentale est caractérisée par 5 grands types de structures:
- les rifts continentaux : comme le fossé rhénan, ce sont des zones déprimées (100m de hauteur en moyenne), rectilignes larges de 50 à 100km et longs de plusieurs centaines de km. Ils représentent environ 1% de la surface.
- les aires continentales stables : caractérisées par une sismicité faible et un faible relief (environ 200m de hauteur moyenne). On les appelle parfois des boucliers. ces aires représentent environ 20% de la surface.
- les chaînes de montagnes récentes : longues de plusieurs dizaines de milliers de kilomètres et larges de 200 à 1000km, leur altitude varie entre 2000 et 8000m. 20%. Exemple: Alpes et Himalaya.
- les plaines alluviales : ce sont des zones très plates bordant les chaînes de montagnes récentes et recueillant les sédiments issus de l’érosion de la chaine. 5%. Exemple: la plaine du Pô en Italie.
- les chaînes de montagnes anciennes : les dimensions sont les mêmes mais l’altitude est comprise entre 100 et 1500m maximum. Elles représentent 50% de la surface. Exemple: La Bretagne.
Si l’on veut connaitre le mécanisme de formation des continents, il nous faut connaitre l’âge de ces continents.
2-L’âge de la croûte continentale
L’Amérique du Nord présente un ensemble de chaînes de montagnes dont la mise en place se poursuit encore de nos jours. L’étude d’une carte géologique confrontée aux données radiochronologiques permet de cerner les grandes étapes de son histoire géologique.
Nous retiendrons que:
La croûte continentale est formée d’un assemblage de roches d’âges très différents réunis en grands ensembles.
Les parties continentales les plus vieilles se trouvent au centre, les plus jeunes en périphérie. Tout semble indiquer que la croissance d’une croute continentale se fait par collage de chaîne de montagnes.
Par conséquent, le mécanisme de formation d’une croute continentale réside en la formation de chaines de montagnes par la périphérie.
On dit que la croissance est centrifuge : du centre vers la périphérie.
Nous savons qu’il existe des montagnes comme ici la Sierra Nevada qui sont liées à la subduction.
Voyons maintenant le processus de formation des montagnes liées à la collision de deux croutes continentales.
3-Des chaînes de montagnes résultant d’une collision
TP Comprendre le mécanisme d’épaississement de la croûte continentale
QCM à faire
Nous retiendrons que :
Les Alpes se caractérisent par des hauteurs inhabituelles dont on peut identifier un principal mécanisme à l’œuvre: la collision de deux plaques continentales.
Un profil ECORS (de sismique réflexion) permet de faire une coupe à travers la chaine et d’identifier les deux croutes entrées en collision.
La « suture » formée de matériaux océaniques résulte de l’affrontement de deux lithosphères continentales lors de leur collision.
Les chaînes de montagnes de collision, comme les Alpes ou l’Himalaya présentent souvent des roches qui sont des traces d’un domaine océanique disparu appelé ophiolites. Ainsi, nous trouvons dans les Alpes des preuves de la fermeture d’un océan alpin par subduction.
On trouve, dans les Alpes, des schistes verts montrant des minéraux de chlorite ; des schistes bleus, montrant des minéraux de glaucophane ; et des éclogites, des minéraux de grenats. Ces roches métamorphiques sont issues de la croute océanique et montrent les traces d’une transformation minéralogique de haute pression donc réalisée à grande profondeur au cours de la subduction.
Tandis que l’essentiel de la lithosphère continentale continue de subduire, la partie supérieure de la croûte s’épaissit par empilement de nappes de charriage dans la zone de contact entre les deux plaques.
Cet empilement de nappes est favorisé par la formation de plis et de failles inverses conduisant à un raccourcissement horizontal par compression latérale.
Conclusion:
Les plus vieux continents ont 4 milliards d’années, presque autant que l’âge de la Terre, ce qui veut dire que la croute continentale s’accumule au fil du temps, contrairement à la croute océanique.
Les continents se forment lors de la convergence des plaques donnant des chaines de montagnes par subduction et par collision.
L’affrontement de croute de même densité conduit à un épaississement crustal.
L’épaisseur de la croute résulte d’un raccourcissement et d’un empilement de matériaux continentaux. Raccourcissement et empilement sont attestés par un ensemble de structures tectoniques déformant les roches.
Ces structures sont:
- les plis
- les failles
- les chevauchement
- les nappes de charriages
Une fois les montagnes formées par convergence, si celle-ci s’arrête, alors les montagnes vont subir l’érosion.
Ainsi, les continents sont des reliquats de montagnes dont la croissance est centrifuge : du centre vers la périphérie.
Diaporama:
Vidéos à visionner
Plissements et altitude:
Plissements et raccourcissements
Étude analogique
Empilements et raccourcissements
Schéma à compléter:
Synthèse:
