Tectonique des plaques — limites, mouvements et séismes

La tectonique des plaques est l’idée selon laquelle l’enveloppe externe rigide de la Terre est divisée en grandes plaques mobiles. Lorsque ces plaques s’écartent, entrent en collision ou coulissent l’une contre l’autre, elles produisent plusieurs des grands ensembles de la planète : ceintures sismiques, chaînes de montagnes, fosses océaniques et de nombreux volcans.

S’il ne fallait retenir qu’une seule chose, ce serait celle-ci : la tectonique des plaques concerne avant tout le mouvement relatif. Pour comprendre une région, demandez-vous comment les plaques se déplacent les unes par rapport aux autres.

Que sont les plaques tectoniques ?

Une plaque tectonique est une grande portion de la lithosphère terrestre, qui comprend la croûte et la partie supérieure rigide du manteau. Une plaque peut porter de la croûte océanique, de la croûte continentale, ou les deux.

L’idée essentielle est que les plaques se déplacent comme des ensembles au cours des temps géologiques. Les continents ne dérivent pas seuls sur un plancher océanique inchangé. Ils font partie des plaques qui se déplacent.

Les trois types de limites de plaques

Limite divergente : les plaques s’écartent

À une limite divergente, deux plaques s’éloignent l’une de l’autre. Cela se produit souvent au niveau des dorsales médio-océaniques, où une nouvelle croûte océanique se forme lorsque des matériaux chauds remontent et fondent sous la dorsale.

Les séismes y sont généralement superficiels. Le volcanisme y est aussi fréquent, mais il est souvent moins explosif que le volcanisme au-dessus des zones de subduction.

Limite convergente : les plaques se rapprochent

À une limite convergente, les plaques se déplacent l’une vers l’autre. La suite dépend du type de croûte en jeu.

Si une plaque océanique rencontre une autre plaque et s’enfonce sous elle, ce processus s’appelle la subduction. Les zones de subduction sont associées à de profondes fosses océaniques, à de forts séismes et à de nombreux volcans. Si, à la place, deux continents entrent en collision, de grandes chaînes de montagnes peuvent se former, mais un volcanisme d’arc étendu n’est pas le résultat attendu par défaut.

Limite transformante : les plaques coulissent

À une limite transformante, les plaques coulissent horizontalement l’une par rapport à l’autre. Ces limites sont particulièrement connues pour les séismes, car les contraintes peuvent s’y accumuler puis se libérer brutalement le long des failles.

Les limites transformantes ne créent ni ne détruisent habituellement de vastes zones de croûte. Leur principale signature est le mouvement latéral et l’activité sismique.

Pourquoi les plaques bougent

Le mouvement des plaques est lié à des processus internes à la Terre alimentés par la chaleur, mais il n’est pas nécessaire de le réduire à une seule poussée simple. Les géoscientifiques évoquent souvent la convection mantellique ainsi que des effets liés à la gravité, comme la traction de la plaque plongeante et la poussée de la dorsale.

L’importance relative de ces effets dépend du contexte tectonique. Par exemple, une plaque en subduction peut exercer une forte traction, mais ce mécanisme ne s’applique que là où la subduction existe.

Exemple étudié : les Andes et la fosse Pérou-Chili

Un exemple concret marquant est la limite entre la plaque de Nazca et la plaque sud-américaine le long de la côte ouest de l’Amérique du Sud. Il s’agit d’une limite convergente.

La plaque de Nazca est océanique et se déplace vers la plaque sud-américaine. Comme la lithosphère océanique est généralement plus dense que la lithosphère continentale, la plaque de Nazca entre en subduction sous la plaque sud-américaine dans ce contexte. Ce seul schéma de mouvement explique à lui seul plusieurs grands traits :

• une fosse au large se forme là où la plaque se courbe vers le bas
• des séismes se produisent lorsque les plaques se bloquent, glissent et se déforment
• la production de magma au-dessus de la plaque en subduction alimente l’activité volcanique dans les Andes
• la compression contribue à construire et à surélever des chaînes de montagnes

C’est pourquoi la tectonique des plaques est utile. Un seul schéma de mouvement relie les reliefs, les séismes et l’activité volcanique d’une manière plus facile à retenir qu’une liste de faits séparés.

Pourquoi les séismes se produisent près des limites de plaques

Les plaques ne se déplacent pas partout de manière fluide. Le frottement peut bloquer certaines parties d’une limite tandis que le mouvement continue ailleurs, si bien que les contraintes s’accumulent avec le temps. Lorsque les roches finissent par se rompre ou qu’une faille glisse, cette énergie élastique stockée est libérée sous forme de séisme.

Les différents types de limites produisent des schémas sismiques différents. Les limites divergentes ont tendance à produire des séismes superficiels. Les zones de subduction peuvent produire des séismes superficiels, intermédiaires et profonds, car une plaque s’enfonce dans le manteau. Les limites transformantes sont dominées par des séismes superficiels le long de failles décrochantes.

Erreurs fréquentes en tectonique des plaques

Penser que les continents se déplacent seuls

Dans la tectonique des plaques moderne, les continents se déplacent parce qu’ils sont intégrés dans des plaques. C’est la plaque qui constitue l’unité mobile.

Supposer que toute limite convergente produit des volcans

Les arcs volcaniques sont fréquents là où il y a subduction. Ils ne sont pas le résultat attendu de toute collision continentale.

Supposer que les séismes se produisent seulement aux limites de plaques

La plupart des grands séismes se concentrent bien près des limites de plaques, mais certains se produisent à l’intérieur des plaques. Les cartes des limites expliquent beaucoup de cas, pas tous.

Considérer que la vitesse des plaques raconte toute l’histoire

La vitesse des plaques compte, mais le type de limite, les propriétés des roches, la géométrie des failles et le fait que les plaques soient bloquées ou non influencent aussi la répartition des séismes et des volcans.

Où la tectonique des plaques est utilisée

La tectonique des plaques sert à interpréter les zones sismiques, les arcs volcaniques, le risque de tsunami, la formation des montagnes, l’expansion des fonds océaniques et l’évolution à long terme des continents et des océans. C’est aussi un point de départ pratique pour l’évaluation des risques, car connaître le type de limite aide à préciser quels types d’événements sont les plus probables.

Essayez votre propre version

Choisissez une limite de plaques sur une carte du monde et posez-vous trois questions : les plaques s’écartent-elles, se rapprochent-elles ou coulissent-elles l’une par rapport à l’autre ; quels reliefs de surface cela devrait-il produire ; et quel type de séismes faudrait-il y attendre ? Cette vérification rapide suffit souvent à bien ancrer le concept.