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Pendage de la plaque plongeante et âge de la lithosphère.

Mise à jour le 04/04/2016
Par Isabelle Veltz
Cette activité permet de mettre en relation la construction de tomographies sismiques et l'étude du pendage des plaques plongeantes.

Cette activité peut être réalisée en première S ou en terminal S 

Connaissances (programme de 1èreS 2011) 
  • En permanence la lithosphère océanique est détruite dans les zones de subduction.
  • Dans les zones de subduction, les matériaux de la vieille lithosphère océanique s'incorpporent au manteau.
Connaissances (programme de Terminale S 2012)
  • L'âge de la croûte océanique ne dépasse pas 200 Ma.
  • La différence de densité entre l'asthénosphère et la lithosphère océanique âgées est la principale cause de subduction. En s'éloignant de la dorsale, la lithosphère océanique se refroidit et s'épaissit. L'augmentation de sa densité au-delà d'un seuil d'équilibre explique son plongement dans l'asthénosphère.
Capacités et attitudes
  • Utiliser un générateur de tomographie sismique.
  • Utiliser Google earth
  • Utiliser mesurim pour calculer des angles. 
  • Mettre en relation le degrés d'inclinaison du pendage et l'âge de la croûte

Afin de réaliser cette activité télécharger les fichiers suivants :

Age_Of_Ocean_Floors.kml

fichier téléchargable sur le site nachon.free.fr

Fiche technique Jamstec
Fiche technique Mesurim

lien vers le site Jamstec : http://www.jamstec.go.jp/pacific21/google_earth/tmgToKml2 

Comment les plaques plongent elle ?

Consignes de réalisation:

  • Ouvrir le générateur de tomographie sismique Jamstec à partir du lien ci-dessus puis à l'aide des consignes de la fiche technique Jamstec réaliser plusieurs tomographies verticales en modifiant les coordonnées GPS comme ci-dessous.
    • Step 1 - Tomographic model choisir "GAP_P4"
    • Step 2 - Cross section choisir "vertical"
    • Step 3 - Profile :
Amérique du Sud Kamchatka Japon Mariannes

- Output deapth range choisir "0" et 700" km

  • Step 4 - Output Data Range choisir "-1" et "1"
  • Step 5 - Deapth scale choisir "real"

View point choisir "south"

  • Télécharger les différents fichiers et les ouvrir avec Google earth.
  • Placer successivement chaque tomographie de manière à ce qu'elle soit bien visible et réaliser une capture d'image, les enregistrer.
  • Ouvrir le ficher "Age_of_Ocean_sea_floors.kml" et rechercher l'âge de la plaque Pacifique au moment où elle dispraît par subduction, le noter.

Traitement des tomographies avec le logiciel Mesurim:

Réaliser successivement les actions suivantes pour chaque capture.

  • Ouvrir une capture avec le logiciel Mesurim.
  • Choisir une couleur différente de celles des tomographies.
  • Dans le menu "Choix" choisir "Outil de mesure"puis "Angle". 
  • Réaliser un trait tangentiellement à la surface de la terre en allant de la marge active vers la fosse puis de la fosse le long du bord supérieur de la zone d'anomalies sismiques positives (bleue) .

  • Noter la valeur de l'angle qui apparaît en bas de la fenêtre. 

Résultats attendus :

Amérique du sud

angle : 10.5°

âge : 50 Ma

Kamchatka

angle : 18.2°

âge : 100 Ma

Japon

angle : 20.7°

âge : 130 Ma

Mariannes

angle : 54°

âge : 150 Ma

 

Pistes d'exploitation :

  • Montrer qu'il existe une relation entre l'âge de la plaque lorsqu'elle subducte et le pendage de celle-ci .
  • Relier cela à l'épaisseur de la lithosphère en la calculant grâce à la formule : 

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