Correction de l'exercice 1: Vitesse d'expansion des fonds océaniques et histoire de l'Atlantique

1.1 a) Un premièere remarque importante est le fait que l'âge du plancher océanique le plus ancien ne date que du Jurassique (160 Ma). Par rapport à la coûte continentale (la plus ancienne date de 3,8 milliards d'années), la croûte océanique est très jeune.

D'autre part la distribution de l'âge de ces basaltes n'est pas quelconque : elle est parallèle à l'axe de la dorsale, symétrique de part et d'autre de celle-ci et l'âge de ces bandes augmente avec leur distance à la dorsale.

La largeur des bandes est plus importante dans l'océan Pacifique que dans l'océan Atlantique, intermédiare dans l'océan Indien.

b) Toutes les dorsales sont hachées par des failles transformantes, très longues fractures, elles décalent les blocs de la dorsale, avec des denivelés allant jusqu'à 5 km (grâce auxquels des coupes de la croûte océanique ont pu être levées). Les séismes sont seulement localisés dans la partie de la faille située entre les deux dorsales. Celles-ci ne sont pas rectilignes mais courbes. En effet, le mouvement des plaques est une rotation autour d'un axe passant par le centre de la Terre mais qui diffère de l'axe de rotation de la Terre (voir figure ci dessous) : c'est l'axe eulérien (du nom d'Euler qui étudia les mouvement sur une sphère). Le déplacement des plaques à la surface de la Terre correspond donc à une rotation et non à une translation simple : pour une même vitesse angulaire d'ouverture, la vitesse linéaire croît du pôle eulérien (où elle est nulle) vers l'équateur relatif. Comme le montre la figure, elles permettent aussi de transformer une limite de plaque convergente en divergente (ou inversement).

1.2. a) Mesure des anomalies magnétiques: un bateau ou un avion (lévées aéromagnétiques) doté d'un magnétomètre enregistre une courbe (A), puis celle-ci est interprétée (B), l'intensité mesurée comporte deux composantes: l'intensité du champ terrestre global et l'intensité du champ liée à l'aimantation du basalte des fonds océaniques acquise lors de sa mise en place. (C) montre le principe d'établissement d'un profil magnétique à travers l'océan.

Lorsque des roches riches en corps ferromagnétiques se mettent en place, elles fossilisent le champ magnétique existant à cette époque. La mesure actuelle du champ magnétique à leur niveau comporte donc deux composantes: celle du champ magnétique terrestre passé et présent. Dans tous les océans, les anomalies positives (ie le champ fossilisé avait le même sens que le champ actuel; elles sont representées en noir) et négatives (representées en blanc) résultent de la fossilisation du champ magnétique par les basaltes de la croûte océanique. La figure ci-dessous illustre ce processus.

Les sédiments deposés au-dessus des basaltes enregistrent eux aussi les anomalies magnétiques, il a donc été possible d'etablir une échelle magnétostratigraphique. On les a numérotées de 0 à 30 pour les récentes et de M0 à M24 pour les anciennes.
Ces enregistrements montrent que le champ manétique terrestre s'est inversé au cours du temps. Grâce à l'inversion du champ magnétique terrestre, il est possible d'établir une corrélation de part de d'autre de la dorsale, et d'évaluer la vitesse de déplacement des plaques au cours des temps géologiques. Il est aussi possible d'appliquer cette méthode à des roches continentales. Grâce à l'étude mondiale des anomalies magnétiques, il a été possible de reconstituer la position des différentes plaques lithosphériques au cours des temps géologiques.

b) Résutlat numérique de la vitesse d'ouverture de l'océan Atlantique:

En première approximation: pour d= 600 km, t=45Ma d'où v=13.3 km/Ma, soit 1.3 cm/an, soit une vitesse d'expansion totale de 2.6cm/an (expansion symétrique de part et d'autre de la dorsale).

La vitesse moyenne est obtenue en traçant la distance des anomalies à la dorsale en fonction de leur âge respectif. On obtient une droite avec une légère rupture de pente après l'anomalie 21. On trouve une vitesse d'expansion de l'ordre de 3.1cm/an, en accord avec la valeur ci-dessus.

c) Histoire de l'ouverture de l'océan atlantique en vignettes.

1.3. Oui, les vitesses mesurées au cours des temps géologiques sont compatibles avec les mesures obtenues avec les satellites GPS. On emet l'hypothèse que la mise en place des basaltes au niveau des dorsales est regulier au cours des temps géologiques.