vendredi 3 mars 2006

La Terre bouge, détruit et crée la vie ou la découverte de la Biogéologie

Voyageons ensemble à travers la superbe enquête du magazine Ushuaia du mois de novembre 2005, enquête menée par Lisa Garnier, Olivier Dubuquoy, Raquel Hadida et Marie Kocksur ou comment les mouvements internes qui ont provoqué séismes et éruptions volcaniques pour créer les reliefs, les sols fertiles ou encore les bactéries sont à l'origine de la vie.

Photo : Zuma/Corbis

La Terre bouge sous nos pieds. Nous percevons ses sursauts les plus puissants, mais ses remous sont souvent imperceptibles à l'échelle humaine. Pourtant, ils ne cessent de se produire sous l'écorce terrestre. Et visibles ou non, ce sont les mêmes mouvements qui tuent et qui sont source de vie. C'est sa violence qui permet à la Terre d'exister et d'être telle qu'elle est aujourd'hui : vivante.

Les torrents incandescents de lave qui se déversent sur les flancs des volcans permettront,
après refroidissement, l'éclosion d'une vie nouvelle - Photo : Zuma/Corbis

La compréhension du fonctionnement de la Terre est une découverte récente. Ce n'est que depuis l'avènement de la tectonique des plaques, il y a seulement une trentaine d'années, que l'on commence à comprendre les mouvements de la Terre et les interactions entre son coeur et ce que l'on voit à sa surface. Grand observateur des mouvements tectoniques, Paul Tapponier, géophysicien à l'Institut de physique du globe de Paris, vous une grande partie de ses recherches à la compréhension de la formation du plateau tibétain et de la collision entre l'Inde et l'Asie.
Sur les vues satellites qui encombrent son bureau, il laisse courir ses doigts le long des failles. "La géologie est à la base de tout". dit-il avec un sourire. Première constatation : sans les transformations subies et actuelles de la Terre, les paysages que nous connaissons n'existeraitent pas. "Si la terre n'était pas vivante, on s'ennuierait profondément ! assène notre spécialiste. Il n'y aurait pas de montagnes, tous les continents seraient plats. La Terre est une machine mécanique, qui fabrique les reliefs, gouverne l'érosion, l'écoulement de l'eau... Il y a plein de choses qui n'existeraient pas si la Terre n'était pas mouvante." Une machine dont on commence seulement à déceler toute la richesse.

La géomorphologie, qui décrypte le relief, a permis de comprendre comment et combien cette diversité d'environnements a été propice à l'installation de l'espèce humaine. "A l'origine, l'homme était un chasseur. L'endroit le plus stratégique pour monter une embuscade était une grott, un peu perchée, depuis laquelle il pouvait surveiller sans être vu une vallée qui se rétrécissait, avec au milieu une rivière, pour y attirer et y maintenir les animaux, et ensuite leur décocher des flèches depuis ce point surélevé. Cet endroit idéal pour la survie de l'espèce humaine est tectonique", insiste Paul Tapponnier, pour qui de toute façon, "tout est tectonique".

La Terre à l'origine de l'apparition de la vie

Mais la Terre ne se contente pas d'être cette machine, à l'origine de l'apparition de la vie et dont le principal phénomène est le volcanisme, qui enrichit sans cesse l'atmosphère en gaz divers. Alors, sans les volcans, pas de vie sur Terre. Une hypothèse renforcée par la découverte de certaines archéobactéries dans les sources chaudes volcaniques : des bastéries d'origine ancienne, qui vivent dans des milieux particuliers où la vie semble impossible, comme des réservoirs profonds de pétrole chaud ou des mares bouillantes... L'étude de ces organismes a montré que leur chimie était non pas basée sur l'oxygène mais sur le soufre, attestant ainsi que d'autres formes de vie ont pu exister dans les volcans avant celles que nous connaissons. C'est aussi le volcanisme qui a permis à la Terre de renaître lorsqu'elle était recouverte de glace, il y a 750 millions d'années. C'est ce qu'on appelle l'hypothèse "snowball ("boule de neige"). "Si la Terre gèle, la vie s'arrête. Les volcans sont les seuls à être capables de cracher suffisamment de CO2 pour faire rejaillir la vie après des millions d'années sous la glace", rappelle notre scientifique.
Même lorsque la terre s'est retrouvée emprisonnée sour 1km de glace, il existait par endroits des volcans qui perçaient le manteau neigeux et continuaient de rejeter du gaz carbonique dans l'atmosphère. Petit à petit - au bout d'une dizaine de millions d'années -, l'effet de serre a recommencé à jouer, ce qui a fait fondre la glace. C'est la géologie qui a fait de la Terre un organisme vivant, capable d'accueillir à son tour d'autres organismes vivants, qui eux-mêmes se sont adaptés aux reliefs, aux paysages et aux ressources naturelles créées par la Terre.

L'île volcanique d'Islande est une partie émergée de la frontière sous-marine
entre les plaques eurasienne et nord-américaine, qui court tout le long de l'océan Atlantique - Photo David C. Poole

Les espèces ont influé sur la géologie

La géologie a donc permis l'apparition des espèces. Mais ce que le monde scientifique comprend de mieux en mieux, c'sst à quel point ces espèces ont influé sur la tectonique et la géologie. Lorsque la vie est apparue, elle a commencé à capter le carbone de l'atmosphère. Ce qui a limité l'effet de serre et maintenu une température constante entre 0 et 30°C dans une couche d'atmosphère d'1,5km d'épaisseur, partout à la surface de la Terre. Or, c'est grâce à cette température basse que l'eau reste à l'état liquide et fabrique une coquille froide de roche volcanique à la surface, élément central de la tectonique des plaques. On a aussi compris que ces plaques (appelées lithosphériques, du nom de la lithosphère, qui désigne la couche externe du globe terrestre) ne cessaient de bouger, faisant évoluer depuis des millions d'années l'apparence de la Terre. Et que ces métamorphoses des continents et du paysage, que les tectoniciens prévoient grâce aux avancées technologiques, vont inévitablement modifier le visage du globe dans les prochains millions d'années.

Les bienfaits du volcanisme

Si les volcans provoquent des désastres, ils n'ont pas effrayé l'homme, qui s'est de tout temps installé sur leurs pentes, profitant des propriétés fertilisantes des substances minérales rejetées lors des éruptions, véritable engrais naturel pour les agriculteurs. Les volcans produisent aussi des roches, liées à la nature du volcanisme et à la composition de la lave, qui sont exploitées comme minerais ou pour la fabrication d'objets. La pierre ponce est l'une des plus connues.

Pierre ponce

De même, par le jeu des fortes pressions régnaient au coeur du globe, les roches se cristallisent, formant les gemmes, ces pierres dites précieuses ou semi-précieuses, qui remontent à la surface grâce aux mouvements volcaniques.

Gemmes

Enfin, les volcans sont une formidable source d'énergie. Sous terre, les poches de magma chauffent des sources d'eau parfois à plus de 300°C. Transformée en vapeur, elle peut être utilisée pour faire tourner les turbines des centrales électriques.

Geysers d'eau chaude

1. Les profondeurs

La terre en mouvement

Soumise à d'intenses forces internes, la surface du globe s'agite, faisant naître les continents et s'ouvrir les océans.

En 1915, le météorologue et géophysicien allemand Alfred Wegener exposait sa théorie de la "dérive des continents", à partir de ses observations sur les concordances de formes et de formations géologiques entre les continents. Selon lui, ils étaient à l'origine emboîtés, comme les pièces d'un puzzle, pour n'en former qu'un seul, nommée Pangée; et ils se seraient ensuite séparés en flottant sur les océans.

Pangée

Cette hypothèse, restée controversée pendant cinquante ans, fut enfin précisée par l'avènement du modèle de "la tectonique des plaques". En effet, la cartographie des fonds marins, réaliséee pendant la Seconde Guerre Mondiale par les échosondeurs, permit pour la première fois aux scientifiques d'observer le plancher océanique, de comprendre la formation des océans et la séparation des continents.

La formation des plaques tectoniques

La croûte terrestre (la lithosphère) pourrait être comparée à une fine écorce de sucre cristallisée glissant sur une couche de caramel brûlant (appelée asthénosphère). Cette couche visqueuse, comprise entre 150 et 700km de profondeur, est perturbée par des courants venant des entrailles de la planète, nommés courants de convection. Ces sont ces force internes qui déforment et morcellent la lithosphère. Et, contrairement à ce que pensait Wegener, le contour des plaques tectoniques ne correspond pas à celui des continents qui cisaillent le globe. La plaque de l'Amérique du Sud, par exemple, comprend à la fois le continent sud-américain et une large partie de l'océan Atlantique. Au total, ces plaques sont au nombre de 16, réparties sur l'ensemble du globe, bougeant en permanence selon trois types de déplacements (vois schémas) qui provoquent des tensions entre elles - un séisme ou une éruption volcanique est en réalité un relâchement soudain de l'énergie accumulée à leur jonction.

Vive comme l'éclair
Lors d'un séisme, une faille se propage à 2,5km par seconde. Depuis un important tramblement de terre au Tibet, en 2001, on a pu observer que la fracture peut même se déplacer plus rapidement que les vibrations produites par le séisme (les ondes de cisaillement). Tel un éclair pendant un orage que l'on voit avant d'entendre gronder le tonnerre, la cassure peut circuler à une vitesse supérieure à celles des vibrations qu'elle produit. Comme lorsqu'un avion dépasse le mur du son. Ce phénomène est particulièrement visible dans le sud de la Californie avec la faille de San Andreas.

L'activité sismique autour de la faille de San Andreas marque fortement la côte ouest du continent nord-américain. D'après certains spécialistes, le sud de la Californie pourrait subir un nouveau grand tremblement de terre en 2007 - Photo François Gohier

Les déformations de la lithosphère

Certaines plaques s'écartent les unes des autres de 1 à 18cm par an, au niveau des dorsales océaniques - les chaînes de volcans sous-marines. On parle de frontières divergentes. Là, les épanchements de laves basaltiques élargissent peu à peu le plancher océanique : c'est ainsi que l'océan Atlantique s'étend et que le continent américain s'éloigne des continents eurasiatique et africain, au rythme de 2 à 3cm par an. Comme le volume terrestre est constant, cette matière disparaît dans l'asthénosphère au niveau des frontières convergentes, lieux  où deux plaques se rapprochent et se superposent. Il faut imaginer le plancher océanique, avançant comme un tapis roulant depuis la dorsale océanique qui génère de la matière juqu'aux fosses sous-marines qui la font disparaître. Les plus profondes se situent tout autour du Pacifique.

Les continents quant à eux restent toujours en surface : c'est ce que le physicien Claude Allègre a nommé l'"écume de la Terre"*. Car, si une croûte océanique confronte une croûte continentale, la première, plus dense, s'enfonce sous la seconde. Et lorsque, à certaines frontières convergentes, deux continents entrent en collision, une chaîne de montagnes apparaît. C'est le cas de l'Himalaya, né du choc entre les plaques indienne et asiatique.

Enfin, deux plaques tectoniques peuvent coulisser l'une contre l'autre -ce sont les frontières transformantes -, et provoquer un décalage du terrain qui entraîne un tremblement de terre. S'il se produit sous la mer, les ondes gonflent la masse d'eau au-dessus de l'épicentre du séisme et les vagues formées déferlent sur la côte : c'est un tsunami. A partir des mouvements des plaques lithosphériques étudiés aujour'dhui, les scientifiques peuvent prévoir les modifications qui auront lieu sur les limites des continents dans des millions d'années. Ils anticipent, par exemple, que d'ici à 10 millions d'années, par le jeu de la frontière transformante de la faille de San Andreas, la ville de Los Angeles se retrouvera à côté de celle de San Francisco. Le golfe d'Aden et la mer Rouge qui s'écartent entre l'Afrique et l'Arabie laisseront place, un jour, à un océan qui envahira le Grand Rift est-africain. L'Australie, qui se déplace à la vitesse de 9cm par an, devrait, à terme, se souder au continent eurasiatique. On pourrait imaginer que tous les continents puissent, dans un avenir lointain, s'agglutiner à nouveau en un supercontinent, une nouvelle Pangée, comme à l'origine...

Les trois types de déplacement des plaques

Graphique de Dorling Kindersley

A une frontière convergente, la plaque océanique glisse et s'enfonce sous la seconde (ici une plaque continentale) pour se fondre dans l'asthénosphère. Des remontées de magma créent une chaîne volcanique en surface, à la marge de la seconde plaque.

Graphique de Dorling Kindersley

A une frontière divergente, deux plaques s'écartent, laissent s'échapper le magma, qui refroidit et se solidifie pour former la croûte océanique.

A une frontière transformante, au moins une des deux plaques coulisse contre l'autre et se décale au niveau d'une faille.

2. La surface - les tensions de la croûte terrestre

Les trois types de volcanisme

Graphique de Weldon Owen PTY LTD

Le volcanisme de rift se situe à la frontière entre deux plaques qui s'écartent et d'où le magma s'échappe. Comme le long du Grand Rift africain et des dorsales sous marines.

Graphique de Weldon Owen PTY LTD

Le volcanisme de subduction apparaît lorsqu'une plaque océanique glisse sous une autre plaque, provoquant des remontées de magma en surface. Ce sont ceux qui constituent la "ceinture de feu" qui borde les côtes du Pacifique, du Chili à la Nouvelle-Zélande.

Graphique de Weldon Owen PTY LTD

Le volcanisme de point chaud est dû à une remontée verticale de magma à l'intérieur des plaques. Comme celles-ci se déplacent au-dessus de points chauds fixes, cela crée une succession de volcans comme les îles Hawaii.


La naissance d'un océan

Graphique de Weldon Owen PTY LTD

1. Sous la pression d'une remontée de magma, l'écorce terrestre se bombe, devient plus fine et se fissure.

2. L'écartement entre les deux plaques provoque un effondrement du terrain. La zone abaissée, appelée rift, encadre la fracture (ou dorsale), qui peut s'étendre sur des dizaines ou des milliers de kilomètres.

Graphique de Weldon Owen PTY LTD

3. Le fossé d'effondrement est envahi par les eaux. Désormais, de part et d'autre de la dorsale, on trouve deux plaques, chacune composée d'une partie océanique et d'une partie continentale.

Graphique de Weldon Owen PTY LTD

4. A mesure que la dorsale déverse la lave, de nouvelles roches sont créées, le plancher océanique s'agrandit et les deux continents s'éloignent l'un de l'autre.

La formation de l'Himalaya

Le continent indien avance vers l'Eurasie à mesure que la plaque océanique qui les sépare disparaît sous la plaque continentale eurasienne. Quand les deux continents se rejoignent, ils s'entrechoquent; la croûte terrestre est alors compressée, plissée et soulevée.

Graphique de Weldon Owen PTY LTD

Graphique de Weldon Owen PTY LTD


Graphique de Weldon Owen PTY LTD


Graphique de Weldon Owen PTY LTD

L'emplacement des plaques tectoniques dans le monde

Les continents se sont séparés les uns des autres au fil du temps, à cause des mouvements tectoniques des plaques de l'écorce terrestre. Aujourd'hui, on compte 16 plaques réparties sur le globe, qui continuent de se déplacer. Liées entre elles, chaque mouvement d'une plaque entraîne celui d'une autre.

Voir aussi La dynamique du manteau terrestre

* L'Ecume de la Terre (Edts Fayard, 1999)

3. Le relief

Les paysages : archives de la Terre

Il faut à la nature des millions d'années pour créer ce que l'homme défait d'un geste.

L'idée que l'on se fait tous d'un paysage est une image figée à un instant T d'un lieu géographique, alors qu'en réalité, la nature est en perpétuelle évolution. Une montagne, une plaine même un grain de sable sont le résultat de millions d'années de transformations géologiques. Le moindre élément d'un paysage raconte à celui qui sait l'interpréter - et savoir faire preuve d'un tantinet d'imagination - une histoire très ancienne : une aventure qui se joue sur des périodes et dans des proportions difficilement concevables à l'échelle humaine. Ainsi, une montagne se dresse puis s'aplanit jusqu'au niveau de la mer en "seulement" 8 millions d'années, une broutille comparée aux 4,5 milliards d'années constituant la vie de la Terre.

Photo de Frans Lanting

LES CHEMINS DE L'EAU L'eau assure l'essentiel du déplacement des débris de roches. Soit elle s'infiltre et dissout la matière soit elle lessive les sols et charrie les éléments jusqu'à la mer, à une vitesse variant selon la taille des matériaux et son débit. Si un cours d'eau s'assèche, il abandonne blocs et argiles dans le lit qu'il formait. Lorsqu'un fleuve se jette dans la mer, les alluvions se déposent en vase dans une baie et s'étalent sur le littoral, créant plages, lagunes ou presqu'îles. Le reste sera éparpillée sur le plancher océanique et reformera des roches dans des millions d'années.

  Photo d'Olivier Grunewald

LE TRAVAIL D'EOLE L'érosion éolienne se rencontre principalement dans toutes les zones où l'humidité et la végétation manquent pour protéger et retenir les sols. Les matériaux meubles sont emportés par le vent, altérant eux-mêmes des roches affleurantes. Cette érosion est à l'origine de ces reliefs ridés des zones désertiques, car ils sont déchiquetés au fur et à mesure, selon la résistance des strates de roches. Les dunes de sable sont dues à cette accumulation de débris que le vent dépose lorsque sa force faiblit.

Le "recyclage" des roches

Cela signifie que chaque lieu a connu, au fil des temps géologiques, différents visages. En étudiant, par exemple, la nature et l'âge des strates rocheuses qui composent le Grand Canyon du Colorado aux Etats-Unis, on peut savoir qu'il fut tour à tour montagne, mer et désert de dunes. Et qu'il n'a fallu 3 millions d'années à la rivière Colorado pour creuser sa profonde vallée dans des roches dont l'âge peut atteindre 1,7 milliard d'années. Pour expliquer ces mutations importantes et successives dans les paysages, il faut comprendre qu'il existe sur Terre un cycle des roches, comme il existe un cycle de l'eau. Un "recyclage" permanent de la matière qui se crée et s'altère au gré des conditions environnementales subies.
Les reliefs sont façonnés par les mouvements tectoniques et volcaniques : dans ces moments d'intense activité, les températures et les pressions exercées créent des roches de nature et de résistance diverses. Celles-ci sont ensuite travaillées sans cesse par les agents d'érosion que sont l'eau, les glaciers, le vent et les végétaux. Il s'agit autant de prélèvements de matières - les sédiments - que de leur transport et de leur accumulation. Parfois, des strates entières de roches sédimentaires se constituent, et ce sont toutes ces altérations qui donnent aux paysages de la planète cette grande variété de reliefs.

Photo de François Gohier

LE POIDS DES GLACIERS Les six glaciations intervenues dans les deux derniers millions d'années ont joué un rôle majeur dans la formation des paysages que nous connaissons aujourd'hui. Les glaciers forment des vallées en U et des cirques (le Cirque de Gavarnie dans les Hautes-Pyrénées ou le Cirque de Sixt-Fer-à-Cheval en Haute-Savoie). Dans leur phase d'extension, ils arrachent des blocs rocheux qu'ils emportent sur leur passage et creusent les roches tendres. En se retirant, ils abandonnent un mélange de pierres polies de toutes tailles : les moraines.

Photo de H.David Seawell

L'EROSION PAR L'HOMME Rares sont les paysages épargnés par les activités jumaines, qui accélèrent et modifient les processus naturels d'érosion. Les feux et défrichements agricoles, otamment, précipitent l'usure des sols,. L'extraction des minéraux (fer, cuivre, zinc...) également entraîne deux fois plus de rejet de déchets dans l'eau, et laisse des empreintes visibles, comme dans cette mine de cuivre à ciel ouvert de l'ouest des Etats-Unis.

Les interventions de l'homme

Aujourd'hui, dans ce cycle naturel, l'homme est devenu un élément actif et interventionniste dans les changements de la nature, au point que l'on parle d'(érosion anthropique (d'anthropos : homme). Armés de moyens techniques modernes, il exploite et aménage à son profit les milieux naturels sans en mesurer les effets. Depuis deux siècles, la consommation d'énergie fossile libère du gaz carbonique et contribue au réchauffement du climat : une autre façon d'influer sur les paysages.

Plancton pourri et forêts fermentés

Les bouleversements géologiques, l'accumulation des strates rocheuses et la succession des climats permettent parfois la formation de roches qui intéressent l'homme. Les deux exemples les plus significatifs sont le pétrole et le charbon. Le pétrole naît de la lente accumulation et de l'ensevelissement de boues argileuses riches en algues et en plancton animal, sur une côte ou en mer fermée. Sous l'action de la chaleur et de fortes pressions, l'huile, moins dense, remonte jusqu'à rencontrer une roche imperméable et reste piégée dans une roche poreuse : la "roche-magasin", prospectée par les exploitants de pétrole.

Les gisements de charbon sont, quant à eux, issus de la décomposition de forêts luxuriantes de prêles et de fougères géantes à l'époque du carbonifère, il y a plus de 300 millions d'années. Les débris végétaux se sont accumulés et ont fermenté sous des couches de sédiments, les "couches stériles" évacuées sous forme de terrils dans les bassins miniers. L'exploitation sans limite de ces ressources géologiques que la nature a mis des millions d'années à créer devient préoccupante pour les scientifiques.
Paul Tapponnier la compare à une parenthèse d'énergie facile. Entamée il y a 2.000 ans avec le début de l'exploitation sérieuse du charbon, elle se terminera dans 2.000 ans avec la fin de l'exploitation des ressources nucléaires (uranium). Une parenthèse à l'intérieur de laquelle se trouve une fenêtre d'énergie ultrafacile, commencée il y a 100 ans avec la découverte et l'utilisation du pétrole et qui se terminera dans 100 ans avec l'assèchement des nappes.

Dire que l'homme peut "déplacer des montagnes" n'est plus seulement une image tant nous sommes capables de transformer la nature dans notre intérêt. L'homme sait passer outre les reliefs, modifier les équilibrs chimiques en utilisant engrais et pesticides et même dévier cours d'eau et rivages par des digues et des barrages. Certes, ces grands travaux et ces activités sont réfléchis et même souvent réalisés selon des normes environnementales, mais pouvons-nous vraiment en mesurer les conséquences ?

Il y a là de quoi s'interroger sur notre penchant à vouloir aussi maîtriser la Terre, et sur notre incapacité à mesurer l'usure que nous lui infligeons, jusqu'à créer peut-être notre propre menace.

4. La vie
 
Les micro-organismes forment un lien entre le monde inerte et le monde vivant. Notres existence dépendrait-elle des bactéries ?

Si la naissance de la Terre remonte à 4,6 milliards d'années, on suppose que les premières molécules organiques vivantes existaient déjà 600 millions d'années plus tard. Et il semble que les plus anciennes traces de vie terrestre découvertes datent de 3,75 milliards d'années. Certains pensent même que la phtosynhèse - ce m"canisme qui utilise l'énergie lumineuse, l'eau et le gaz carbonique pour former des sucres et de l'oxygène - était déjà utilisée par ces premières formes de vie proches des bactéries.
A l'époque, l'atmosphère n'était pas oxygénée, et tous les être svivants actuels n'auraient pu vivre dans ces conditions. Sauf les bactéries. Aujourd'hui, loin de toute atmosphère primitive, on en découvre partout, et surtout dans des milieux que l'on ne soupçonnait pas. Sous les glaces de l'Antarctique par exemple, à plus de 850m de profondeur. Ou encore à 3,5km dans le sous-sol de la mer Méditerranée, où la teneur en sel est la plus concentrée au monde. Ces découvertes, on les doit en majorité aux géologues. Cependant, en parallèle, les biologistes réalisent que les bactéries sont capables d'accumuler des minéraux comme le fer et l'uranium, qu'elle pareticipent à la formation de certaiens roches et qu'elles peuvent acquérir des formes extrêmement résistantes en se regroupant. L'ensemble de ces recherches montre qu'elles représentent une forme de vie faisaint le lien entre le monde inerte et le monde vivant. Leur activité affecte l'un et l'autre mondes.

Alors, seraient-elles à la base de l'équilibre terrestre ? A la base de l'ensemble des cycles universels des composés qui nous constituent (carbone, azote, eau, etc.) ?

Quand biologistes et géologues travaillent main dans la main

Alors, depuis 20 ans, on parle de biogéologie. On essaye de comprendre comment les facteurs biotique (l'activité des êtres vivants) et les facteurs abiotiques (ayant rapport à tout ce qui n'est pas en vie comme l'eau, interagissent et maintiennent les cycles biogéochimiques essentiels au fonctionnement de la Terre. L'apparition des plantes, par esemple, a considérablement changé le paysage : d'un sol nu et rocheux, la Terre est passée à un sol riche en matière organique, apte à être réutilisée par d'autres organismes. A l'opposé, l'environnement représenté par les facteurs chimiques et physiques intervient sur l'évolution des êtres vivants et donc sur les grands cycles biologiques.
Ainsi, la disposition des continents a-t-elle eu des conséquences importantes sur la diversité des espèces. Il y a 400 millions d'années, la situation de la totalité des masses continentales au pôle Sud a eu pour conséquence la remontée du niveau des mers et la disparition d'une importante faune aquatique marine. Plus tars, les dinosaures ont disparu. Et on ne sait toujours pas si cela est dû à un impact d'une météorite ou à un volcanisme virulent, ou aux deux. En revanche, d'autres périodes plus clémentes ont permis une explosion de la diversité du vivant.

Et aujourd'hui ? A l'heure où l'homme commence à comprendre qu'il est en train de changer le cours de l'histoire de la Terre en affectant les grands cycles biogéochimiques, comment va-t-elle évoluer ? La réponse viendra peut-être des biogéologues au cours de ce siècle.

A voir :
Histoire et évolution de la Terre et des êtres vivants

03032006_La_Terre_bouge,_détruit_et_crée_la_vie_ou_la_découverte_de_la_Biogéologie. PDF 

Source :
Ushuaia Magazine - Novembre 2005

Crédit photos :
Ushuaia Magazine - Novembre 2005
http://www.ens-lyon.fr/
http://www.crystal-energy.com/
http://www.tirawa.com/
http://planete-environnement.cned.fr/

Crédit graphiques :
Ushuaia Magazine - Novembre 2005
http://www.ifremer.fr/
http://www.ens-lyon.fr/

Source :
Ushuaia nov.2005

mercredi 1 mars 2006

Deux séismes pour un tsunami

Deux séismes à l'origine du tsunami du 24 décembre

Le séisme à l'origine du tsunami qui provoqua la mort de 220.000 personnes en Asie du Sud le 26 décembre 2004 aurait fracturé le fond de l'océan Indien sur une énorme distance. C'est ce qu'a relevé l'analyse, par une équipe internationale, des données recueillies par des stations GPS (Global Positioning System) installées dans la région. Christophe Vigny, chargé de recherches au Laboratoire de géologie de l'École normale supérieure à Paris, et ses collègues affirment que les conséquences de ce brusque glissement de la plaque eurasienne sur la plaque indienne ont pu être enregistrées à 3.000 kilomètres de l'épicentre.

Ce tremblement de terre, qui, selon les chercheurs serait en définitive double, aurait même par endroits bouleversé la géographie locale : Sampali (Indonésie) et les îles de Langkawi (Malaisie) et de Pukhet (Thaïlande) se seraient déplacées de 15, 17 et… 27 centimètres !

Pratiquée depuis l'Antiquité, la géodésie a pour objet l'étude de la taille et de la forme de notre planète. Avec l'avènement de l'ère spatiale et les avancées récentes dans le domaine de la localisation par satellite, cette science a considérablement progressé. Au point que les chercheurs sont capables de déterminer l'emplacement d'un récepteur GPS au sol à quelques millimètres près. Un atout que les spécialistes mettent aujourd'hui à profit pour évaluer les conséquences des cmouvements de la Terre.
En analysant les mouvements d'un réseau de stations équipé de ce système lors d'un séisme, ils peuvent mesurer la déformation du sol et en déduire des informations sur le tremblement de terre lui-même : longueur, largeur et profondeur de la faille, ampleur des glissements d'une plaque sur l'autre, durée et vitesse de propagation de la rupture.

C'est ce qu'ont réalisé Christophe Vigny et ses confrères après le tsunami du 26 décembre 2004. Ces géodésiens ont récupéré les relevés de 60 stations, dont une dizaine appartenant au réseau international interuniversitaire « IGS » (International GPS Service) et le reste à des agences nationales thaï, malaise et indonésienne. En comparant ces données avant et après le séisme, ils ont d'abord calculé les déplacements subis par ces balises. Puis ont confronté ces valeurs à des modèles numériques. Verdict des chercheurs : la rupture du fond marin provoquée par le séisme n'est pas d'une taille de 450 kilomètres comme on le pensait jusque-là mais d'au moins 1.000 kilomètres. Autre découverte : elle ne s'est pas propagée sur cette distance uniformément.

Sa vitesse sur les 400 à 500 premiers kilomètres aurait été de 4 km/s. Mais elle n'aurait été que de 2 km/s sur les 500 à 600 kilomètres restants. Une différence qui, selon ces chercheurs, serait une preuve que les bouleversements souterrains du 26 décembre 2004 ne trouveraient pas leur origine dans un seul et unique énorme séisme, mais dans deux consécutifs, le premier tremblement de terre ayant déclenché le second.

01032006_Deux_séismes_à_l'origine_du_tsunami_du_24_décembre_2004.PDF

Source :
CNRS
Futura-Sciences

lundi 16 janvier 2006

Les six plus grands séismes du monde annoncés

Les six zones frappées par des séismes sont sous surveillance renforcée

ISTANBUL (Turquie). Il existe une probabilité d'environ 90% pour qu'un séisme important — de magnitude 7 à 7,5 — touche Istanbul, au plus tard dans trente-deux ans. Cette menace est due à la faille nord-anatolienne, qui balafre la Turquie d'est en ouest sur plus de 1.000 km et qui se poursuit jusqu'en mer de Marmara. Elle est la marque de l'affrontement de la plaque arabique contre la plaque eurasiatique. Les recherches menées par les scientifiques français et turcs en mer de Marmara ont permis d'observer au fond de la mer les traces de plusieurs séismes historiques datant de 1912, 1963 et 1999, et de constater qu'il reste, selon eux, 70 km de faille "à briser" face à Istanbul.

SAN FRANCISCO (Etats-Unis). Le risque pour la baie de San Francisco d'être frappée, d'ici vingt ans, par un séisme d'une magnitude supérieure à 7 est de 1 à 4. Le réseau de failles en jeu dans ce futur tremblement de terre part du fond du golfe de Californie et court tout au long de l'ouest de la Californie. Il résulte de l'affrontement des plaques américaine (à l'est) et pacifique (à l'ouest). Point positif : les règles de construction parasismique sont, en principe, respectées à San Francisco.

TOKYO (Japon). Le Japon est situé à proximité d'une frontière active de plaques. Il s'agit d'une zone de subduction où la plaque pacifique plonge sous la plaque eurasiatique. Celles-ci s'affrontent à la vitesse de 9 cm par an. Les autorités japonaises s'attendent donc à un séisme très important dans cette zone car la région de Tokyo-Yokohama est sous la menace de quatre failles actives. Elles redoutent une répétition du tremblement de terre de 1923, qui avait provoqué la mort de 142.000 personnes.

Nord du CHILI. La zone côtière du Chili est l'une des régions du monde où les sismologues attendent un séisme majeur, de magnitude supérieure à 8. La subduction de la plaque nazca sous celle du continent sud-américain s'effectue à une vitesse moyenne de 9 cm par an et entraîne du fait de cette "brutalité" des contraintes tectoniques énormes. Dans le passé, en 1868 et 1877, deux séismes majeurs ont rompu deux segments de cette zone de subduction. Or le temps de récurrence de ce type de séisme est d'environ cent ans.

LIBAN. La faille du Levant — zone frontière entre les plaques africaine et arabique — qui part du golfe d'Aqaba et traverse tout le Proche-Orient jusqu'à Antioche, présente un risque sismique pour la région. Une équipe française étudie le chevauchement "Tripoli-Beyrouth", qui plonge sous la mer à Tripoli et dont le glissement soudain a sans doute détruit Beyrouth en 551. La région a connu plusieurs grands séismes qui ont dévasté le Liban en 1202, 1759 et 1837.

Région de LANZHOU (nord-ouest de la Chine). Selon les spécialistes, la plus grande partie du territoire chinois est menacée par des séismes de magnitude supérieure à 8. Mais à une centaine de kilomètres de Lanzhou, région très peuplée du nord-ouest de la Chine, un segment de 200 km de la faille de Haiyuan n'a pas bougé depuis le XIII^e siècle. Du fait des tensions qui s'accumulent dans cette zone depuis cette époque, on peut s'attendre, à tout moment, à une rupture particulièrement brutale.

16012006_Les_six_plus_grands_séismes_du_monde_annoncés.pdf

Source : Le Monde
Crédit graphiques : Mssmat.ecp / Cdf.u-3mrs.fr / Pamir.chez-alice.fr / Uark.edu / Lib.utexas.edu

mardi 10 janvier 2006

Comment naissent les montagnes ?

Grattes-ciels de roche, silhouettes découpées, blocs de pierre massifs... Les chaînes de montagnes épousent des formes aussi diverses que magnifiques. Comment les ont-elles acquises ? Quels paysages composent-elles, vues de l'espace ?

La formation des chaînes de montagnes

Les massifs montagneux se forment par la dynamique des plaques terrestres. Comment des nappes de roches de plusieurs kilomètres d'épaisseur peuvent-elles surgir des entrailles de la Terre, et pourquoi retrouve-t-on des fossiles marins dans les hauteurs de l'Himalaya ?

Pour comprendre comment naît une chaîne de montagnes, il faut d'abord connaître la structure interne de la Terre. Au fur et à mesure que l'on descend sous terre, on trouve plusieurs couches de matière : dans l'ordre, la croûte terrestre (6 à 30 km d'épaisseur), la lithosphère (30 à 100 km), l'asthénosphère (100 à 700 km), le manteau (700 à 2900 km)... La croûte et la lithosphère sont rigides, tandis que l'asthénosphère est plastique. C'est pourquoi la croûte "glisse" sur elle, animant ainsi les mouvements des plaques continentales et océaniques.
 
Plusieurs types de phénomènes issus de ces mouvements peuvent conduire à la formation des montagnes.

La subduction

Lorsqu'une plaque océanique, plus dense, plonge sous la croûte continentale, on parle de "subduction océanique-continentale". Il se crée alors une faille océanique, et le rebord de la plaque se plisse et se soulève. La cordillère des Andes, d'environ 17 000 km de long, est issue de ce type de subduction.

Parfois, les sédiments marins déposés sur la croûte océanique restent accrochés au bord de la plaque continentale, donnant naissance à des chaînes de montagne, le plus souvent volcaniques. Les îles de la Barbade, au large des Antilles, constituent un bon exemple de ce phénomène appelé "prisme d'accrétion".

Autre cas de figure : deux plaques contientales d'égale densité se rencontrent. Comme aucune des deux n'est plus légère, la collision est frontale : les deux plaques s'écrasent l'une contre l'autre. Avec l'énorme pression résultant de cette collision, la croute terrestre s'élève et s'épaissit, pour donner lieu à de hauts massifs montagneux.

Les Alpes sont nées de la collision entre la plaque européenne et la plaque eurasiatique, durant la phase "alpine", il y a 10 millions d'années. Elles continuent encore de s'élever chaque année de un à deux millimètres par an. L'Himalaya est aussi née de la rencontre entre les plaques indiennes et eurasiennes. La chaîne s'élève chaque année de 2 à 5 cm. Témoins de l'océan qui séparait avant les deux plaques, on y trouve encore des fossiles marins.

Dernière possibilité : la rencontre de deux plaques océaniques. L'une des deux plaques est alors comprimée dans le manteau terrestre. Il en résulte le plus souvent une activité volcanique, dont la fameuse ceinture de feu du Pacifique est un exemple. Parfois, des morceaux de croûte terrestre dérivent et viennent se souder au rebord des continents (île de Vancouver).

Les rifts océaniques

Lorsque les plaques s'écartent ou se cassent, il naît un fossé d'effondrement appelé rift. La poursuite de ce processus conduit à l'envahissement du rift par la mer. C'est ce qui s'est passé pour la Mer rouge, qui continue chaque année de s'élargir. Au fond des rifts océaniques, les magmas issus du manteau terrestre refroidissent au contact de l'eau et forment des laves. L'Islande est un parfait exemple de ce phénomène.

Les îles comme Hawaï (4205 m avec la Mauna Kea), le massif du Hoggar dans le Sahara, ou le pic de Teide aux Canaries sont issues de "points chauds". Ce sont des colonnes brûlantes venant du manteau terrestre. Dès qu'une plaque tectonique passe sur un de ces points chauds, il se forme une chaîne de volcans au fur et à mesure. On obtient donc des montagnes d'âge différent.

La dynamique tectonique n'est que le départ de la formation montagneuse : l'érosion vient continuer le travail de modélisation des reliefs, creusant, aplanissant,  découpant la roche.

L'échelle des périodes géologiques

Dès la naissance de la Terre il y a 4,5 milliards d'années, le relief a commencé à se dessiner. Au fil du temps, des chaînes de montagnes sont apparues, d'autres ont disparu. Voici les grandes dates de l'hstoire géologique.

Au cours de l'histoire de la Terre, on distingue quatre phases de l'orogénèse (la formation des montagnes).

Le cycle le plus ancien, dit "assyntique" ou "baïkalien", s'est déroulé il y a plus de 570 millions d'années, pendant le précambrien.

Celui-ci représente les 9/10e de l'histoire de la planète, mais on n'en n'a que peu de traces : les plus anciens fossiles datent de 600 millions d'années et de l'ère primaire, et les montagnes formées à cette époque n'ont pas laissé de traces, complètement érodées ou recouvertes par d'autres reliefs.


La période calédonienne

 Deux chaînes de montagnes sont nées pendant l'ère primaire : le massif calédonien (entre 420 et 380 millions d'années) et le massif hercynien (entre 360 et 295 millions d'années). On peut encore voir les restes de ces montagnes, cependant bien émoussées : Terre-Neuve, les montagnes scandinaves, les plateaux écossais, ou le Groënland. On ne parle d'ailleurs plus de montagnes mais de "pénéplaines" .

La phase hercynienne

 L'orogénèse hercynienne marque le passage de l'ère primaire à l'ère secondaire. Celle-ci, la plus longue, va durer 230 millions d'années. A cette époque, il n'y avait encore qu'un seul continent sur Terre. Les montagnes datant du secondaire sont déjà très érodées et aplaties : l'Oural, les Appalaches, le Massif central, les massifs du Nord-Est australien, ou l'Altaï en sont des exemples. La plupart du charbon que l'on exploite aujourd'hui s'est formé pendant cette période grâce à l'épaisse végétation qui recouvrait alors les continents.


La phase alpine

C'est la plus récente, et elle n'est pas encore terminée. Elle a commencé à la fin de l'ère secondaire, il y a 200 millions d'années, en même temps que l'ouverture de l'océan Atlantique. L'ère tertiaire a vu migrer l'Inde vers l'Asie, dont la collision donna la chaîne himalayenne.

Peu visible à l'échelle humaine, l'orogénèse se manifeste cependant à nous avec des événements brusques, comme les tremblements de terre, les éruptions volcaniques...

Le vieillissement des montagnes : l'érosion

Les montagnes sont un véritable mille-feuilles de couches rocheuses superposées au fil du temps. Selon la nature des roches et les conditions climatiques, l'érosion va affecter et sculpter les montagnes, formant des paysages contrastés.

Comme nous, les montagnes passent par trois âges, associés chacun à un type de relief. Les montagnes jeunes ont ainsi des pentes raides et des vallées étroites. Au stade de la maturité, les montagnes sont arrondies, les versants sont évasées et les lits des cours d'eau ont une faible pente. Les "vieilles" montagnes ne sont plus que l'ombre d'elles-mêmes, ne subsistent que des basses collines ou des terrains inclinés.

De nombreux facteurs peuvent contribuer à l'érosion : la pluie, les torrents, le gel, les glaciers, le vent, les êtres vivants, la gravité… Mais l'eau reste le principal acteur de modelage des paysages, car elle combine une action chimique et une action mécanique en usant, ravinant, déplaçant les roches. Avant d'emporter les débris, les eaux vont imperceptiblement altérer les matériaux qu'elles traversent.

Vallée de Yesil Vadi, Cappadoce, en Turquie.
© Marie-Reine MINOZA

Les roches ne sont pas toutes sensibles au même type d'érosion : un grès siliceux sera par exemple difficilement dissout, mais très vulnérable à l'action du gel ; à l'inverse, une roche calcaire massive, peu sensible aux actions mécaniques du gel, sera facilement attaquée par l'eau.

Le ruissellement est un des principaux facteurs de modélisation des paysages. Moins il y a de végétation pour retenir l'eau, et plus elle va couler vite. Mais dès que la pente diminue, on passe facilement du domaine de l'érosion à la sédimentation.

L'érosion peut être lente et progressive, ou violente (éboulements lors d'un orage par exemple). Ainsi, les crues qui ont balayé la Tunisie centrale à l'automne 1971 ont exhumé des vestiges romains enfouis depuis plus de dix siècles !

Le lac Powell, à l'entrée du grand Canyon aux Etats-Unis.
© Monique SOUVIRAÀ-LABASTIE

Rien ne l'arrête !

L'érosion atteint d'abord les couches superficielles (roches sédimentaires ou volcaniques), avant d'atteindre les couches profondes, formées par les roches métamorphiques. Ces dernières ont été fondues, comprimées et transformées dans le manteau, puis ramenées à la surface lors de l'orogénèse. C'est pourquoi on n'y trouve jamais de fossiles. Mais même le granite, pourtant très dur et résistant, finit par s'altérer sous l'action de l'eau.

Notons que l'érosion est de plus en plus liée à l'action… de l'homme. En enlevant la couverture végétale, il expose les sols au vent et à l'éboulement. En construisant des barrages, il dévie les cours des rivières. Et un chantier ou la surexploitation du bétail peut entraîner un terrassement.

Les toits du monde comparés

Quelles sont les montagnes inscrites au palmarès des plus hautes altitudes ? "Seven Summits" ou "quatorze 8000", voici le classement des toits du monde.

Les toits des continents

Ces sommets sont en réalité les ponts culminants des continents, et non les plus hauts sommets du monde. Pour les alpinistes avertis et ambitieux, ils sont désignés par le terme anglais "Seven Summits", qui n'intègre logiquement pas le mont Blanc. Le Mont Elbrouz est en effet considéré par certains scientifiques comme le point culminant du continent européen.

Dans l'histoire de l'alpinisme, le richissime américain Dick Bass, accompagné d'un budget coquet d'un million de dollars, réalise le parcours intégral avec succès en 1985. Cependant, son record controversé illustre une profonde polémique qui subsiste encore aujourd'hui sur les montagnes pouvant revendiquer leur place au palmarès des "Seven Summits" : Dick Bass avait considéré le Mont Koscuisko, en Australie, comme le point culminant de l'Océanie, alors que la Pyramide Carstenz détient le record d'altitude de ce continent.

De nombreux alpinistes jugent que l’Elbrouz est davantage relié aux montagnes d’Asie qu’à l’Europe ; le Mont Blanc deviendrait alors le point culminant de l'Europe, et le Mont Elbrouz, défini comme une montagne d'Asie, est éclipsée par les montagnes himalayennes.


Le toit du monde

Les sommets les plus hauts du monde s'élèvent à plus de 8 000 m et sont tous situés dans le massif de l'Himalaya. L'Inde, le Pakistan, le Népal et la Chine se partagent ces 14 sommets. Progressivement, une compétition entre grimpeurs, originaires de tous les pays du monde, s'est installée : quel homme serait donc capable d'escalader les 14 sommets qui dépassent cette altitude incroyable ?

C'est l'alpiniste italien Reinhold Messner qui est entré dans l'Histoire, en 1986, en devenant le "1er vainqueur des quatorze 8000". En 1980, il s'était déjà illustré en gravissant, pour la première fois, l'Everest en solitaire. A la fin de l'année 2003, on comptait 10 alpinistes qui avaient réussi l'ascension incroyable des quatorze "8000". Aujourd'hui, ceux que l'on nomme les "himalayistes" se consacrent à la recherche de nouveaux itinéraires sur ces géants montagneux.


Les quatorze "8000" de l'Himalaya 

 Source :
L'internaute

Crédit Photos :
L'internaute / peace.sandiego.edu

jeudi 8 décembre 2005

San Andreas et les autres Failles du monde

Faille de San Andreas

Traversant la région côtière californienne, la faille de San Andreas est l’une des plus célèbres   fractures de l’écorce terrestre.
Cette grande faille transformante de l’Ouest des Etats-Unis  est une zone de dislocation majeure. D'après les sismologues, cette faille provoquera dans les prochaines décennies le séisme du siècle: le Big One.

Les trois photos mises côte à côte donnent une idée de l’affleurement dans son ensemble.

Caractéristiques de la faille de San Andreas

Sa structure se présente sous la forme de failles juxtaposées, presque parallèles : faille impériale, faille de San Jacinto, faille de Garlock.
Ce réseau complexe se déploie sur une distance de  plus de 1.000 km.

Photo de la faille de San Andreas

Faille décrochante, les deux compartiments se déplacent horizontalement dans des sens opposés, San Andreas constitue également une limite de plaques.

En fait, cette faille n’est pas une longue fracture de l’écorce terrestre mais se compose de plusieurs segments.

Source : crdp.ac-amiens.fr/

Limite des plaques

La faille de San Andreas marque la frontière le long de laquelle les plaques nord-américaine et pacifique coulissent  horizontalement.

La plaque Pacifique tournant, les côtes de Californie glissent lentement vers le nord, devant le reste de l’Amérique du Nord.

 
Photo spatiale montrant la fracture de la faille

En l’espace de 20 millions d’années, la plaque Pacifique a bougé de 560 km par rapport à l’Amérique du Nord, soit environ 1cm par an.

Le mouvement des plaques semble s’accélérer. En effet, au cours du XXe siècle, la faille s’est déplacée de près de 5 cm par an.

C’est la frontière de plaques entre Amérique du Nord et Pacifique qui a ici été touchée, étudiée, ainsi que ses effets potentiels sur la mégapole de Los Angeles.

Palmdale (près de Los Angeles). Nous sommes  ici à la limite des plaques Nord-américaine (à droite) et Pacifique (à gauche). La faille de San Andreas est appelée faille aveugle du fait qu’elle n’apparaît pas en surface. On la devine à partir des structures (plis) en fleur observables sur les flancs créés pendant  la construction de la route.

La faille de san Andreas est une faille décrochante dextre, globalement nord-sud, qui marque la frontière entre deux plaques : la plaque nord-américaine à l’est, et la plaque Pacifique à l’ouest.
Cette faille n’est pas parfaitement rectiligne dans son ensemble. Elle est sinueuse, et sur certaines sections elle joue en profondeur de manière décrochante, mais génère des structures plus complexes en surface, en raison de pressions plus faibles.

Au niveau de Palmdale (près de Los Angeles), on est sur une section de la faille qui favorise la compression de par sa forme.

Le mouvement relatif des deux  plaques aura donc tendance à plisser les roches.

On dit que l’on est dans une courbe de type « restraining » (qui génère de la compression). En anglais, on parle de « restraining  bend ».

A Palmdale, la faille de San Andreas n’apparaît pas en surface de manière simple. Par ailleurs, le secteur observé correspond à une portion de la faille qui a été abandonnée : la partie aujourd’hui active est légèrement décalée vers l’Ouest.

Pour un décrochement qui se produisait en profondeur en décrochement pur, comme c’est le cas à Palmdale, les roches en surface vont montrer une   structure en fleur, c’est-à-dire trois zones où la déformation va fortement se concentrer de part et d’autre d’une zone centrale.

	Trois photos de l’affleurement mettent  en évidence les trois zones de déformation                           Cette photo met en évidence la zone septentrionale où  la déformation est souple. Les axes de plis ne sont pas parallèles,  mais sont orientés dans plusieurs directions.   Ceci est la signature d’un cisaillement.
	La photo ci-contre met en  évidence la zone centrale où les roches sont déformées en aplatissement.   Les roches étant apparemment moins déformées  que sur les côtés, elles sont donc plus compétentes.
	Dans la partie sud, on observe     également une zone fortement déformée par rapport   à la zone centrale, également sous forme de plis.  Les axes de plis n’étant pas parallèles témoignent  également d’un cisaillement. Là encore, on a affaire à des roche moins compétentes, c’est-à-dire plus déformables.   Il est possible que la formation de ces plis soit facilitée par la liquéfaction de milieux riches en  fluides lors des fortes secousses produites par les grands séisme.

Le risque de séisme

En attendant le « Big One » apocalyptique, les sismologues  estiment qu’annuellement 1% de l’énergie sismique  mondiale est libérée dans cette zone des Etats-Unis.

Source : www.atelier.fr/

Le séisme qui secoua Los Angeles le 17 janvier 1997 est   imputable à  la faille de San Andreas. 

En 1857, un mouvement soudain le long du segment de la faille situé dans la chaîne des Transverse Range qui sépare la Californie centrale à celle du Sud, a entraîné un violent tremblement de terre qui ouvrit une fracture longue de 350 km.

La Vallée de la Mort  en Californie. Basin and Range possède plusieurs failles  très actives

En 1906, la faille provoqua un séisme de 8,3 sur l’échelle  de Richter qui dévasta San Francisco.
Le 18 avril 1906, à 5h12, la plaque Pacifique se déplaça brusquement d’environ 6 m vers le nord.
En quelques secondes seulement, cette brusque libération  d’énergie, contenue depuis des siècles, provoqua un énorme séisme.

Image d'archive du séisme de San Francisco en 1906

Un autre séisme ébranla San Francisco en 1989 Avec  pour épicentre Loma Prieta.

Des plaques lithosphériques en mouvement

Différentes techniques, dont la géodésie  spatiale, ont permis de mettre en évidence les mouvements relatifs des plaques les unes par rapport aux autres.

Quels sont les mouvements relatifs des plaques ?

Visualisation des mouvements des plaques       

Le site de PA Bourque de l'université Laval au Canada développe les faits caractéristiques du déplacement des plaques. La carte ci-dessous, extraite de ce site, présente les vitesses d'écartement des plaques en cm/an.

Les données GPS confirment  les mesures réalisées par les méthodes traditionnelles            

La carte ci-dessous, extraite du site http://sideshow.jpl.nasa.gov/mbh/series.html, montre les vitesses calculées et mises à jour de manière  continue par le Jet Propulsion Laboratory (NASA), qui regroupe l'ensemble des mesures effectuées sur les sites du réseau mondial de  l'IGS. Le site http://igscb.jpl.nasa.gov/network/list.html  présente la liste des stations GPS de l'IGS.

Sur ce site, il est possible d'obtenir les mesures de n'importe quelle station de l'IGS.
Cliquez  ici pour voir la carte des stations IGS

Le site de Christophe Vigny (http://www.geologie.ens.fr/~vigny/index.html)  regroupe merveilleusement bien les apports de la technologie du GPS dans la connaissance du déplacement des plaques. Vous y trouverez aussi une description complète du système GPS, et le cas des Alpes.

Des exemples de déplacements caractéristiques de plaques caractéristiques

• En Californie           :
Sur le site http://milhouse.jpl.nasa.gov/,  vous trouverez les principales stations d'enregistrement GPS.
En cliquant sur une station, il est posssible d'observer  son déplacement au cours des dix dernières années.

La carte ci-dessous résume les différents résultats obtenus.

L'exemple de la Californie du Sud, dans la région de Los Angeles, est également présenté sur le site           http://kreiz.unice.fr/regal/ARTICLES/GeometresWeb.htm#_Toc493147354,  d'où le texte suivant est extrait :

 

"Les traits noirs représentent la  trace en surface des failles actives majeures, celle qui traverse la figure en continu du nord-ouest au sud-est est la faille de San Andreas. On constate que les sites situés loin de cette faille (SN1 et GOLD par exemple) se déplacent l'un par rapport à l'autre  à une vitesse de l'ordre de 3,5 cm/an, imposant un mouvement de coulissage le long de la faille de San Andreas. Cette faille majeure sépare les plaques Pacifique et Amérique du Nord et a  été responsable de séismes historiques majeurs (San Fransisco, 1906, et Fort Tejon, 1887, tous deux d'une magnitude  proche de 8). Entre ces deux points extrêmes, on constate que  les déplacements augmentent progressivement. Au passage de la faille de San Andreas, les mouvements des sites HOLC et TABL sont particulièrement  intéressants.
Bien que ces deux sites soient situés de part et d’autre de cette faille majeure (mais à quelques kilomètres seulement de la faille), leur déplacement relatif est nul ! Ce  résultat démontre que la faille de San Andreas est actuellement  bloquée. Dans le même temps, le gradient spatial de vitesse observé perpendiculairement à la faille montre que la croûte terrestre se déforme de manière élastique sous l'effet du mouvement relatif des plaques Pacifique et Amérique  du Nord. Ces résultats fondamentaux illustrent le comportement  typique des failles actives : elles sont la plupart du temps bloquées, mais accumulent des déformations élastiques à leur  voisinage, sur une zone d'une centaine de kilomètre de largeur.  Jusqu'au séisme ... "

 

• Dans le Sud-Est  de l'Asie : le projet GEODYSSEA
Une page du site de Christophe Vigny présente ce projet, avec  une carte montrant le déplacement des plaques dans cette région.                    

 

• En Grèce           :
L'image ci-dessous, tirée du site de la Nasa  http://bowie.gsfc.nasa.gov/926/eurotect.html présente la tectonique actuelle en Europe et plus particulièrement en Grèce. Alors que l'ensemble de l'Europe et de l'Afrique remonte vers le NordEst, il existe des mouvements relatifs contraires dans la zone de la  Grèce. Ceux-ci laissent passer des mouvement relatifs inverses,  ce que montre la deuxième carte.

Les sismologues craignent que des tensions ne s’accumulent dans la section sud de la faille. Ces tensions provoqueraient le séisme du siècle, baptisé « Big One ».
Ils estiment que ce tremblement de terre gigantesque se produira  avant 2032.

C’est le 28 septembre 2004 à Parkfield qu’une  secousse de magnitude 6 s’est produite. Parkfield est un village de 37 habitants, coupé en deux par la faille de San Andreas.

De 1857 à 1966, un tremblement de terre de magnitude 6 s’y est produit tous les 22 ans.

Le lundi 17 janvier 1994 à 4h31, une violente secousse sismique a ébranlé Los Angeles. Cette ville a été  rappelée à la fatale destinée que les experts  lui promettent : disparaître dans les prochaines décennies  des effets du Big One.

Le séisme était d’une magnitude de 6,6.
Ce séisme a été suivi de plus de 200 répliques.

Photo du séisme de Los Angeles en 1994

Pourtant, ce n’est pas la faille de San Andreas qui en est la cause mais une plus petite, toute proche, qui en 1971, avait provoqué une secousse de magnitude 7 et tué 65 personnes.

On n'ose imaginer ce qui se passera ce jour où cette gigantesque faille  se réveillera.

Source : Google Images

08122005_San_Andreas_et_les_autres_failles_du_monde.pdf

Source :
Le Monde en Grand - Atlas Visuel - Editions Nathan
Grands Horizons - La terre - Editions Nathan

lundi 28 novembre 2005

Séisme en Chine

Un séisme de 5,7 sur l’échelle de Richter a secoué samedi la province de Jiangxi, située à l’est de la Chine. Selon un bilan provisoire, il aurait fait 14 morts et plusieurs centaines de blessés.

Ce tremblement de terre a touché l’est du pays à 8H49, heure locale. Son épicentre a été localisé à mi-chemin de Jiujiang et Ruichang, dans la province de Jiangxi, mais les secousses ont été ressenties jusque dans la province voisine de Hubei.

Le séisme a été suivi de deux répliques. Pour l’heure, on dénombre près de 130 000 maisons touchées, et plus de 400 000 personnes évacuées.

Source :
Futura-Sciences

samedi 19 novembre 2005

La Dynamique du Manteau Terrestre

Le manteau terrestre s'étend depuis la base de la croûte (quelques kilomètres de profondeur) jusqu'au noyau liquide (2900 km de profondeur). Il est constitué de roches solides, qui ne fondent que très localement, près de la surface, et en petite quantité.
Toutefois, ce manteau solide a un comportement fluide à l'échelle des temps géologiques (plusieurs millions d'années) : il se déforme avec des vitesses typiques de l'ordre du cm/an, ce qui engendre par exemple la tectonique des plaques en surface.

Le Phénomène Physique : La Convection Thermique

Principe général

Un fluide dilatable soumis à un chauffage suffisant se met en mouvement : c'est la convection thermique. L'exemple le plus simple est celui de l'eau que l'on fait bouillir sur une plaque chauffante : au voisinage de celle-ci, le fluide se réchauffe, devient plus léger et se met à monter, tandis qu'à la surface, au contact de l'air, il se refroidit, devient plus lourd et se met à descendre.

 

Deux types de structure peuvent alors apparaître : des rouleaux correspondant à un mouvement circulaire du fluide sur toute l'épaisseur du système, ou des panaches, conduits très étroits qui apparaissent au niveau des limites chaudes et froides du système et se dirigent vers la limite opposée.

Un unique paramètre suffit pour caractériser l'existence et l'intensité de la convection : le nombre de Rayleigh (Ra). Il est égal au rapport entre le phénomène moteur du mouvement (la poussée d'Archimède) et les phénomènes résistants (diffusion de chaleur   et frottements visqueux). Lorsque Ra est inférieur à une valeur critique Rac de l'ordre de 1.000, l'énergie apportée au système est insuffisante : le fluide demeure immobile. Mais lorsque Ra est supérieur à la valeur critique Rac, le fluide se met en mouvement : le système convecte.

La seule étude du nombre de Rayleigh permet donc de caractériser la dynamique d'un système. Dans le manteau terrestre, ce nombre de Rayleigh est de l'ordre de 100 millions, très largement supérieur à la valeur critique : bien que constitué de roches solides, le manteau convecte donc.

Les difficultés inhérentes au manteau

Il s'avère cependant difficile d'appliquer les lois théoriques simples au système complexe terrestre. Tout d'abord, les conditions aux limites du manteau sont   très différentes suivant que l'on se trouve sous un continent ou un océan. Par ailleurs, les propriétés physiques du manteau (par exemple la viscosité) varient fortement avec la profondeur. Il existe de plus des transitions à l'intérieur du manteau dont l'influence sur la convection est encore mal connue : par exemple, à 670 km de profondeur, les roches du manteau subissent une réorganisation, marquant la séparation entre le manteau "supérieur" et le manteau " inférieur ".
Enfin, les roches du manteau contiennent des éléments radioactifs, entraînant un chauffage interne, qui n'est pas homogène sur tout le manteau.

La dynamique convective du manteau est donc très compliquée, et les géophysiciens s'appuient sur différentes observations géochimiques et géophysiques pour parvenir à une modélisation satisfaisante.

Les Observations

Tectonique de plaques et points chauds

La dynamique du manteau constitue le moteur   de la tectonique des plaques, et est donc à l'origine des séismes et d'une grande partie du volcanisme. En suivant le modèle physique simple de la convection, les dorsales océaniques correspondent à la montée de matériel chaud, et les zones de subduction à la descente de matériel froid, formant ainsi dans le manteau un certain nombre de cellules de convection.

Cette vision simple est toutefois insuffisante. En effet, certains volcans (comme ceux de Hawaii ou le Piton de la Fournaise à la Réunion) apparaissent au milieu des plaques, indépendamment de toute structure tectonique. Ces points chauds sont interprétés comme la trace en surface de panaches convectifs provenant des profondeurs du manteau. Un second type de structure convective vient donc se superposer aux grandes cellules mises en évidence par la tectonique des plaques.

Géochimie

Les géochimistes analysent les laves émises à la surface de la Terre et utilisent les éléments radioactifs de celles-ci comme traceurs pour remonter à la composition initiale de leurs sources dans le manteau. Ils distinguent principalement deux types de laves.

Les laves émises au niveau des dorsales océaniques appelées MORB (Mid Océan Rift Basalt) qui présentent une composition relativement constante sur l'ensemble de la planète. Ces laves proviennent donc d'un réservoir relativement homogène, occupant la partie supérieure du manteau.

Les laves des points chauds appelées OIB (Oceanic Island Basalt) qui présentent une composition variable, mais systématiquement plus riche en éléments primitifs et en gaz : il semble que ces laves proviennent d' une seconde couche plus profonde, demeurée isolée de la surface pendant des milliards d'années.

La morphologie et la profondeur de ces deux réservoirs ne sont cependant pas contraintes. La seule certitude est que la partie supérieure du manteau, d'où proviennent les laves appelées MORB, ne peut occuper plus de la moitié du manteau total.

Sismologie

a sismologie permet de réaliser un "scanner" de l'intérieur de la Terre. Les images tomographiques, présentant une image tridimensionnelle des variations des vitesses sismiques dans le manteau, nous offrent en effet une coupe verticale de celui-ci : les zones de vitesses sismiques rapides correspondent en première approximation à des zones froides, et les zones de vitesses sismiques lentes à des zones chaudes).

Ces images montrent en particulier que l'on peut suivre la subduction de certaines plaques océaniques jusqu'à 2.900 km de profondeur : il existe des mouvements à l'échelle du manteau tout entier. Le problème est donc d'expliquer comment générer une dynamique à l'échelle globale sans toutefois mélanger le manteau, de manière à conserver deux réservoirs distincts.

Modèles de Convection

Convection à une couche

Dans ce modèle, le manteau convecte dans son intégralité, et est donc entièrement mélangé. Ce modèle satisfait la sismologie puisque les plaques océaniques plongent jusqu'à la base du manteau, mais ne respecte pas les bilans géochimiques puisqu'il ne dispose pas d'une couche primitive suffisamment importante.

Convection à deux couches

Dans le modèle à deux couches, le manteau est divisé en deux parties qui convectent séparément, sans échange de masse important (par exemple, manteau supérieur et manteau inférieur). Ce modèle satisfait la géochimie puisqu'il fait apparaître deux couches bien différenciées, mais ne respecte pas les données sismiques puisque dans ce contexte, les plaques océaniques demeurent bloquées à la transition entre les deux couches.

Modèle évolutif

La tomographie est un outil très intéressant pour observer la dynamique du manteau, mais il faut se rappeler qu'elle ne propose qu'un cliché instantané des structures actuelles, et ne résout donc pas le problème de l'évolution sur des échelles de temps géologiques.
La géochimie quant à elle propose une vision à plus long terme. Une manière de réconcilier ces observations est donc de supposer que le manteau était initialement stratifié de manière à conserver 2 réservoirs distincts, et que depuis quelques centaines de millions d'années seulement il évolue vers un régime à une couche.

La convection thermochimique. Une autre manière de réconcilier les données est de supposer que le manteau terrestre est bien constitué de deux réservoirs différents, mais de densités très voisines. Dans ce cas, on peut imaginer que sous l'effet de la convection, l'interface entre ces deux réservoirs se déforme, sans toutefois aboutir à un mélange complet. Un tel modèle satisfait donc la géochimie puisque l'on dispose de deux couches séparées et isolées sur des périodes très longues, ainsi que la sismologie puisque la subduction peut s'opérer sur toute l'épaisseur du manteau, l'interface étant défléchie par les plaques océaniques plongeantes.

Ce modèle semble prometteur, mais doit encore être étudié plus précisément pour être validé. La convection dans le manteau est donc aujourd'hui encore un thème de recherche important pour les géophysiciens.



Pour voir quelques images de convection analogique dans le manteau :
 
Laboratoire de Dynamique des Systèmes Géologiques
Quelques films d'expériences de convection thermique dans un fluide visqueux hétérogène. Michaël Le Bars, Janvier 2003
 
 
Pour en savoir plus :
 
Le Manteau Terrestre en cuve. Christophe Sotin. La Recherche, 330, 24-25, Avril 2000
La Physique et la Terre. Sous la direction de Henri-Claude Nataf et Joël Sommeria, Belin, CNRS Editions, 2000
Résumé de la thèse "Convection thermique dans un fluide visqueux hétérogène : phénoménologie, lois d'échelle et applications aux systèmes terrestres" par Michaël Le Bars, Janvier 2003.

19112005_La_dynamique_du_manteau_terrestre.pdf

Source :
Futura-Sciences

Crédits Photos :
Google

jeudi 17 novembre 2005

Quand la Terre se met en colère

La fin du monde est programmée. D’ici à quelques milliards d’années, notre étoile, le Soleil, disparaîtra. En effet, les astres sont comme nous. Ils connaissent les trois phases principales : naissance – apogée – mort.
Cependant, bien que cette mort soit inévitable, plusieurs scénarios existent avant la disparition de notre astre de chaleur.

Comme toutes les étoiles, le Soleil aura épuisé dans 9 milliards d’années les réserves de carburant qui le font briller aujourd’hui. Il se comprimera alors, ratatiné à la dimension de la Terre, et sa couleur virera au blanc (naine blanche) pour finalement se transformer en naine noire.

Sans la chaleur du Soleil, la Terre ne sera plus que glace.
De ce fait, toute forme de vie aura cessée sur Terre d’ici 4 à 5 milliards d’années.
Serons-nous capables d’ici là de coloniser l’espace afin d’y prendre un nouveau départ ?

En juillet 1994, à 20h11, un astéroïde (shoemaker Levy 9), attiré par la force gravitationnelle de Jupiter, percuta la planète. Ce fut d’abord un flash, puis on vit s’élever un immense champignon de matière chaude sur plusieurs centaines de kilomètres.
La sonde Galiléo releva au sommet de la stratosphère des températures qui dépassaient les 1 000°C.

Cette explosion équivalait à 100 millions de mégatonnes de TNT. Ces impacts d’astéroïdes ont contribué à modeler les planètes.
Les nombreux cratères sur la Lune ou sur Mars témoignent de la violence titanesque de ces explosions.

La Terre a connu au cours de son évolution de semblables catastrophes et en connaîtra d’autres.
Par exemple, le Meteor Crater, en Arizona du Nord, mesure 1,2 Km de diamètre et a été daté de 50.000 ans.

Nous avons une chance : la Terre dispose d’un bouclier de protection. Dès qu’un objet y pénètre, il s’échauffe puis explose.

Seuls 10% des astéroïdes sont suffisamment importants pour causer de réels dégâts sur notre planète. Aucun à ce jour ne semble en mesure de nous atteindre, du moins sans que l’on en soit averti des années à l’avance.
Il n’en reste pas moins qu’un astéroïde comme celui qui a provoqué l’extinction de la fin du Crétacé causerait une catastrophe planétaire.

Nul ne sait si nous serions en mesure de détruire un tel objet avant qu’il ne percute la Terre.

Le mouvement des plaques s’explique par la différence entre la croûte continentale ( 30 Km environ d’épaisseur) et la croûte océanique (5 Km d’épaisseur).

Ces deux croûtes se déchirent sous la pression des laves issues du manteau.
C’est cette force qui tantôt éloigne, tantôt rapproche les continents.
Ces mouvements provoquent tremblements de terre, éruptions volcaniques et soulèvement de montagnes.

Ainsi, dans quelques millions d’années, à la place de la mer méditerranée s’élèveront d’immenses montagnes.

D’ici à 250 millions d’années, les plaques se repositionneront pour reformer un continent géant comme la Pangée à l’ère primaire.

Les conséquences de ces changements sont les suivantes :

L’Amérique du Nord et l’Amérique du Sud s’encastreront à nouveau dans le continent Africain
Antarctique et Australie ne formeront plus qu’une seule grande île
Des chaînes de montagnes plus hautes que l’Himalaya uniront ces continents

Conséquences de la tectonique des plaques

Ces mouvements auront des incidences sur le climat terrestre. Les éruptions volcaniques qu’ils engendrent affecteront le climat.
Par exemple, l’éruption du Pinatubo en 1991 a provoqué la projection de gaz et poussières jusqu’à 20 Km d’altitude qui ont stagné pendant plusieurs années dans la stratosphère. Cela a entraîné le refroidissement de la surface terrestre pendant les années qui ont suivi.

Donc, imaginez ce que pourraient provoquer des éruptions en chaîne de forte intensité.
Tout l’écosystème terrestre serait bouleversé et peu d’espèces animales ou végétales pourraient y réchapper.

Tout refroidissement ou réchauffement a une incidence directe sur la faune et la flore. Par exemple, un réchauffement provoque la fonte des calottes glaciaires et donc augmente considérablement le niveau des océans.

Une augmentation trop importante de l’effet de serre, telle qu’on l’enregistre actuellement, favorise ce réchauffement climatique.

Quelles en seront les conséquences dans un avenir proche

Une aridification du sud de l’Europe et des pourtours méditerranéens
Un refroidissement du nord de l’Europe qui sera balayé par des tempêtes de neige. Paris se transformera
Une brusque montée du niveau des mers entraînera l’inondation de nombreuses régions

Ce réchauffement est programmé. Par contre, l’activité humaine sera-t-elle un facteur aggravant ? La question reste à l’ordre du jour.

D’ici à 10.000 ans, une nouvelle période glaciaire débutera (voir dossier sur les âges glaciaires).
Cette chute des températures obligera les espèces végétales et animales à s’adapter pour ne pas disparaître.
Toute évolution implique une disparition du modèle originale.

Durant cette période qui s’étalera sur environ 100.000 ans, l’espèce humaine devra modifier de manière radicale ses structures et donc le fondement de sa société.
Continents devenus inhabitables, disparition de nombreuses espèces animales et végétales, déplacement des populations, nul ne peut dire aujourd’hui si notre espèce pourra survivre au prochain âge glaciaire.

Source :
Dinosoria

samedi 12 novembre 2005

Comment fonctionnent les Séismes

Les séismes sont des catastrophes naturelles aussi meurtrières qu'imprévisibles. En attendant de pouvoir prévoir un jour de manière fiable les séismes, il faut absolument prévenir leurs effets. La construction de bâtiments capables de résister aux secousses, suivant des normes parasismiques, est la seule manière de protéger de façon efficace les populations vivant dans les zones dangereuses. Evaluer le risque sismique, c'est donc avant tout reconnaître, étudier et évaluer le potentiel sismique des structures qui produisent les séismes : les failles actives.

Source : Google

Les types de failles :

Il existe trois grands types de faille que le géologue est susceptible   de rencontrer sur le terrain. Ce sont les failles normales, inverses   et décrochantes. Les deux premiers types sont des plans inclinés   sur lesquels le glissement est à l'origine de la formation de   reliefs. Le troisième type de faille correspond à un plan   vertical sur lequel se produit un glissement horizontal.

Failles normales :

La composante horizontale du glissement correspond à un écartement qui s'accompagne de l'affaissement d'un des blocs par rapport à l'autre.

Ces failles se rencontrent dans les régions étirées et amincies comme les dorsales médio-océaniques et les rifts continentaux.

Failles inverses :

La composante horizontale du glissement correspond cette fois à un rapprochement qui s'accompagne du chevauchement d'un des blocs sur l'autre.

Ces failles se rencontrent dans les régions raccourcies et épaissies comme au front des cha”nes de montagne

Failles décrochantes :

Le troisième type de faille correspond à un plan vertical sur lequel se produit un glissement horizontal. Ces failles que l'on appelle décrochements ne créent généralement pas de reliefs car les déplacements se font parallèlement à la surface de la terre. Pour un observateur arbitrairement placé sur l'un des blocs, on parle de décrochement dextre lorsque l'autre bloc auquel il fait face, se déplace vers sa droite, et de décrochement sénestre lorsqu'il se déplace vers sa gauche.

Ces trois grands types de faille se rencontrent souvent dans la nature. Parfois, mouvements décrochants et verticaux se combinent et les failles sont mixtes. On parle par exemple de faille décrochante-normale (combinaison 3a et 1a) ou de faille inverse-décrochante (combinaison 2a et 3a) suivant la prépondérance d'une des composantes du mouvement.

Les séismes 
 
Un séisme correspond à un glissement soudain sur un plan   de faille. Ce glissement relâche l'énergie accumulée   sous forme de déformation élastique pendant l'intervalle   de temps, ou récurrence, qui sépare un séisme du   suivant. Schématiquement, la partie fragile de la croûte   terrestre étirée se comporte à la manière   d'un élastique dont on tire lentement sur les deux bouts et qui   finit par casser brutalement au delà d'un étirement limite.   Dans la croûte terrestre, les forces responsables de cet étirement   sont permanentes. Dès qu'un séisme a relâché   les contraintes au voisinage de la faille, le système se met   de nouveau en charge, préparant le prochain séisme.

On comprend donc qu'une faille qui a produit un séisme en produira d'autres. De plus, conformément aux lois d'échelles reliant magnitude, ampleur de glissement, et dimensions de rupture, on sait que les séismes destructeurs, de magnitude supérieure à 6, ne se produisent que sur de grandes failles.

Source : Google

 
La répartition mondiale des séismes
 
On peut donc a priori espérer repérer les failles dangereuses en étudiant la répartition des séismes destructeurs. Les catalogues de sismicité instrumentale donnent une image exhaustive de la sismicité depuis les années 50, depuis que le réseau sismologique mondial, le WWSSN (Worldwide Standardized Seismograph Network) permet de localiser et de répertorier tout séisme important. La carte générale de répartition de la sismicité a ainsi été établie et définit les grandes provinces sismiques du globe.
On reconnaît des zones très sismiques constituées par les frontières de plaques (fosses de subductions   soulignées par des tremblements de terre profonds, dorsales et limites de plaques décrochantes soulignées par des tremblements de terre superficiels), des zones assez sismiques comme les chaînes de montagnes et les rifts intra-continentaux, et des zones intra-plaques peu sismiques.
 
L'étude morphologique   des reliefs tectoniques
 
Toutefois, la mémoire de la sismicité instrumentale, souvent trop courte, et celle de la sismicité historique, souvent défaillante,  ne permettent pas de déterminer toutes les zones à risques. En effet, la récurrence des grands tremblements de terre peut être de l'ordre de quelques centaines à quelques milliers d'années. D'où l'importance d'étudier la morphologie des failles actives pour accéder à la mémoire géologique de la sismicité.

Source : Google

Les géologues ont appris à déchiffrer le relief et à relier les dénivelés topographiques à des successions de tremblements de terre (figure 4). En effet, la répétition de séismes destructeurs sur une même faille et l'addition des glissements sismiques correspondants construit généralement un escarpement cumulé caractéristique des failles actives.

Les failles normales ont souvent une longue histoire sismique et cumulent les glissements de plusieurs centaines de séismes, fabriquant ainsi un relief caractéristique. La répétition des tremblements de terre finit par créer un dénivelé topographique important (figure 4b,c). Le compartiment que la faille fait monter est soumis à l'érosion alors que le compartiment qu'elle fait descendre piège les matériaux enlevés au relief naissant. Le front montagneux créé par la faille normale est incisé par les rivières qui découpent des facettes triangulaires sur sa façade. Les facettes triangulaires peuvent atteindre plusieurs centaines de mètres de hauteur et représentent ainsi le déplacement cumulé pendant plusieurs centaines de milliers d'années.

12112005_Comment_fonctionnent_les_séismes_.pdf

Source :
Futura-Sciences

samedi 5 novembre 2005

La Dérive des Continents

La Dérive des Continents depuis 250 Millions d'années

Source : Google

 
La Terre est désormais considérée comme une planète active, dynamique, dont les diverses enveloppes sont couplées de façon complexe.
Les liens étroits entre les activités du noyau, du manteau, de la croûte, et même de la surface sont des terrains de   recherche en plein essor.
La convection dans le manteau, par exemple est le moteur de la tectonique des plaques, mais les contraintes imposées par celles-ci vont à leur tour modifier le champ de vitesse et la structure de la convection.
L'histoire du mouvement des plaques doit donc être étudiée méticuleusement pour tenter de répondre quantitativement aux nombreuses questions concernant l'origine, le devenir, le mode de fonctionnement de systèmes internes ou externes.

Source : Google

 Nous utilisons pour nos reconstructions la méthode du Paléomagnétisme :

Le fer contenu dans les roches en formation fossilise le champ magnétique terrestre et se comporte comme une microscopique boussole.
Cette mémoire magnétique des roches permet de retrouver en laboratoire la latitude de formation d'un continent et son orientation par rapport aux pôles.
Nous combinons donc les données des principaux continents entre elles pour les 250 derniers millions d'années en nous appuyant sur les derniers modèles cinématiques d'ouverture des océans Atlantique et Indien.

Les continents depuis 250 Millions d'Années

Reconstitution du Passé

La Téthys  (vaste Océan qui séparait un méga continent Sud, le Gondwana, d'un continent Nord, la Laurasie ) est le siège de processus d'une importance  exceptionnelle vers 250 Ma. Tout au long de la bordure Nord du Gondwana se produisent des épisodes de fragmentation répétés depuis l'Ere Primaire. Des blocs ou même de véritables continents s'individualisent          d'Ouest en Est du système, puis migrent vers le Nord et rentrent en collision avec l'Asie dont la surface s'accroît au cours des temps géologiques (formation d'un nouveau super continent Asiatique?).

•  A 130 Millions d'années le Gondwana explose littéralement créant les Océans que nous connaissons aujourd'hui: l'Atlantique  Sud et l'Océan Indien .
  
• Peu avant 80 millions d'années, l'Inde va se détacher de Madagascar et monter vers le Nord à une vitesse record de      170 kilomètres par million d'années.          
  
• Entre 60 et 50 Millions d'années, sa marge Nord rentre en contact avec la marge Sud de l'Eurasie au travers de la suture de  l'Indus. Le front de collision Alpin est généralisé du Pacifique à l'Atlantique et les derniers vestiges de la Téthys disparaissent.
  

Prévoir le Futur ?

Les continents dans les 30 prochains millions d'années.

Les données satellitaires (GPS) et sismiques permettent de connaître la vitesse instantanée des plaques. Si on prolonge ces paramètres de vitesse dans le temps, on peut tenter de prédire (ici sur les 30 prochains millions d'années) le mouvement futur des plaques (si la répartition des forces aux limites de plaques ne varie pas trop).
 
Les conséquences sont visibles sur : 

• Los Angeles, situé sur la Plaque Pacifique se retrouve à la même latitude que San Francisco
•   La Méditerranée Orientale se ferme progressivement
•   La Turquie est expulsée vers l'Ouest par l'Arabie qui poinçonne l'Europe Centrale
•   La collision Inde-Asie se poursuit
•   L'Australie, pour le moment sur la même plaque que l'Inde, va peut être rentrer en collision avec les îles de la Sonde

05112006_La_Dérive_des_Continents_depuis_250_Millions_d'années.pdf

Source :
Futura-Sciences