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Comment estimer l'âge d'ouverture de l'Atlantique Sud?

Objectif: (En cours de rédaction)

Faisant suite à l'application "dérive des continents " qui présentait l'état des connaissances d'Alfred Wegener, l'application "De la dérive des continents à la tectonique des plaques" permet d'appréhender les progrès scientifiques des années 1970 ayant permis de faire évoluer la théorie.

Problématique:

Estimer à partir d'un modèle l'âge d'ouverture de l'océan Atlantique Sud.

I- Définir le pôle de rotation eulérien relatif

 Le déplacement d'une plaque lithosphérique par rapport à une autre sur la sphère terrestre correspond à une rotation par rapport à un pôle appelé pôle eulérien.

 La visualisation de l'animation de Géoscience 3D permet de montrer que les failles transformantes sont toutes situées sur des  cercles dont le centre est le pôle eulérien.

 Dans l'application "De la dérive des continents à la tectonique des plaques", il faut donc trouver la position de ce pôle en le déplaçant de manière à superposer le tracé des cercles avec les trois failles transformantes sélectionnées.

failles _cercles.jpg

Pour en savoir plus sur les failles transformantes

II- Estimer la vitesse de rotation angulaire à partir de données GPS

Chaque station GPS mesure un déplacement linéaire absolu.

Pour étudier le déplacement d'une plaque par rapport à l'autre, il faut choisir deux stations (une sur chaque plaque) qui se situent sur le même  cercle dont le centre est le pôle eulérien.

Il faut alors calculer le déplacement relatif d'une station par rapport à l'autre et transformer la vitesse relative de déplacement linéaire en une vitesse angulaire. Ce calcul dépend de la latitude eulérienne des stations.

Pour faciliter cette transformation, nous mettons à votre disposition une feuille de calcul préremplie permettant plusieurs types d'activités en fonction du temps disponible :

  1. Démarche rapide: Feuille "Rotation"
    En allant sur le site de la NASA, les graphes de chaque station sont construits avec l'affichage des vitesses linéaires latitude et longitude. 
  2. Démarche moins rapide: Chaque station possède sa feuille
    A partir de données brutes, on construit les graphes "déplacements en fonction du temps" pour obtenir les pentes qui correspondent aux vitesses  linéaires.

 Une fois la vitesse angulaire calculée grâce à la feuille de calcul, on introduit cette valeur dans l'application ce qui permet d'estimer l'âge à chaque degré de fermeture de l'océan.

 On peut ainsi estimer l'âge d'ouverture de l'Atlantique sud.

 

 Pour en savoir plus sur l'utilisation des données GPS pour estimer la vitesse angulaire de rotation relative

 

III- Estimer la vitesse de rotation angulaire à partir de repères temporels.

 

Nous présentons dans l'application deux cartes:

  • La carte de l'âge du fond de l'océan  avec les couleurs conventionnelles de l'échelle stratigraphique
  • La carte des anomalies magnétiques

 

  Sur la carte de l'âge du fonds de l'océan, on peut sélectionner une limite entre deux périodes géologique, fermer l'océan jusqu'à cette limite et noter dans l'application l'âge correspondant d'après l'échelle stratigraphique. L'angle de fermeture associé à une durée permet à l'application de calculer la vitesse angulaire.

 On peut ainsi estimer l'âge d'ouverture de l'Atlantique sud

 La carte des anomalies magnétiques est très difficilement interprétable à cette échelle. Une limite est repérable, c'est la fin de la longue période de stabilité magnétique positive du Crétacé appelé super-chron C34.
De la même manière , en fermant l'océan jusqu'à cette limite, en entrant l'âge défini grâce à l'échelle des temps géologiques, l'angle de fermeture est associé à une durée et l'application calcule la vitesse angulaire.
 

  On peut ainsi estimer l'âge d'ouverture de l'Atlantique sud

 

IV- Les questions soulevées par l'utilisation de l'application.

 

A rédiger une fois l'appli finie

  1. La position du pôle de rotation
    En utilisant la méthode proposée ci-dessus, on remarque une mauvaise concordance des deux plaques africaine et sud-américaine. La partie sud de l'océan atlantique n'est pas fermée.
    En étudiant la carte du fonds des océans avec une bonne définition (ex: sur Google Earth), on observe que les traces laissées par les failles transformantes ont changé de direction.
    Le pôle a donc changé de position au cours du temps et il est possible avec l'application de trouver le pôle résultant qui permet la fermeture complète de l'atlantique sud.
  2. La variété des vitesses angulaires calculé par l'application
     
  3. La non-concordance des dates (lié aux vitesses)

 

 

 

 

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