62 exercices pour t'entraîner sur La dynamique de la lithosphère et la tectonique des plaques en 1ʳᵉ, du QCM à la démonstration. 20 corrigés en détail ci-dessous. Revoir le cours.
Comment qualifie-t-on le comportement mécanique de la lithosphère ?
C
La lithosphère est la couche rigide et cassante de la surface de la Terre : elle ne s'écoule pas, elle se brise en plaques. Si tu as répondu A, tu as décrit l'asthénosphère, qui est juste en dessous. Astuce mémo : litho- vient du grec « pierre » — pense à quelque chose de dur et rigide.
L'asthénosphère est une partie du manteau qui se comporte de manière :
D
L'asthénosphère est ductile : elle se déforme et s'écoule lentement, ce qui en fait le « tapis roulant » sur lequel glissent les plaques. Elle n'est pas liquide (réponse C), juste plus chaude et déformable que la lithosphère. Si tu as répondu A, tu as inversé avec la lithosphère, qui est rigide. Astuce mémo : asthéno- évoque « sans force » — une couche qui cède.
La frontière entre la lithosphère et l'asthénosphère est définie par :
A
La limite lithosphère / asthénosphère est mécanique et dépend de la température : en dessous d'un certain seuil thermique, la roche devient ductile. Si tu as répondu D, tu as confondu avec la frontière croûte/manteau, qui est chimique : la lithosphère contient la croûte et le sommet du manteau. Astuce mémo : lithosphère/asthénosphère = mécanique ; croûte/manteau = chimique.
De quoi est composée la lithosphère ?
B
La lithosphère réunit la croûte (continentale ou océanique) et la partie supérieure du manteau. C'est exactement ce qui piège : on croit souvent que « lithosphère = croûte ». Si tu as répondu A, tu as fait cette erreur classique. Le noyau (réponse D), bien plus profond, n'en fait pas partie. Astuce mémo : la lithosphère, c'est la croûte plus le « couvercle » rigide du manteau.
Qu'est-ce qu'une plaque lithosphérique ?
C
Une plaque est un fragment rigide de lithosphère qui se déplace de façon propre sur l'asthénosphère. Une plaque n'est pas seulement un continent (réponse B) : elle peut porter de la croûte continentale, de la croûte océanique, ou les deux, plus le sommet du manteau. Astuce mémo : la surface de la Terre est découpée en une douzaine de ces grands fragments rigides.
Salma observe une carte des séismes du globe. Où se concentre l'activité (séismes et volcans) ?
D
Séismes et volcans ne sont pas dispersés au hasard : ils dessinent des lignes qui sont précisément les frontières des plaques. Le cœur des plaques (réponse B) est au contraire calme et stable. Cette répartition non aléatoire est un argument majeur en faveur de la tectonique des plaques. Astuce mémo : les frontières « s'allument » sur une carte sismique ; le centre reste sombre.
Quels sont les trois types de frontières de plaques ?
A
On classe les frontières selon le mouvement relatif des plaques : elles s'écartent (divergente), se rapprochent (convergente) ou coulissent l'une contre l'autre (transformante). Les réponses océanique/continentale décrivent le type de croûte, pas le type de frontière. Astuce mémo : diverger = s'écarter, converger = se rapprocher, transformer = glisser de côté.
Une dorsale océanique est une frontière où :
B
À la dorsale, les plaques s'écartent (frontière divergente) : le magma remonte de l'asthénosphère, se refroidit et crée de la nouvelle lithosphère océanique de part et d'autre. La réponse A décrit la subduction, l'exact opposé. Astuce mémo : la dorsale est une usine à plancher océanique — elle produit, elle ne détruit pas.
Comparées aux roches situées loin d'une dorsale, les roches du plancher proches de la dorsale sont :
C
Les roches du plancher océanique sont d'autant plus jeunes qu'elles sont proches de la dorsale, là où elles viennent de se former. Plus on s'éloigne, plus elles sont vieilles. Si tu as répondu A, tu as inversé le sens : c'est au milieu, près de la dorsale, que la roche est neuve. Astuce mémo : la dorsale fabrique en continu, donc le centre est toujours le plus jeune.
Dans une zone de subduction, que devient la lithosphère océanique ?
D
En subduction, une plaque océanique dense et froide plonge sous une autre plaque, dans l'asthénosphère, où elle est détruite et recyclée. C'est une zone de disparition de lithosphère, l'opposé de la dorsale. Si tu as répondu A, tu as confondu avec la dorsale. Astuce mémo : sub-duction = « conduite vers le bas » — la plaque s'enfonce.
Quel est le moteur principal qui anime les mouvements des plaques ?
A
Le moteur est la chaleur interne de la Terre (issue surtout de la radioactivité en profondeur), qui met le manteau en mouvement par convection : la matière chaude monte, la matière froide descend. Le poids des plaques plongeantes y contribue aussi. Le vent, la Lune ou les marées n'ont rien à voir. Astuce mémo : c'est ce moteur qui manquait à Wegener — d'où le rejet initial de sa théorie.
L'asthénosphère est la couche rigide et cassante sur laquelle reposent les plaques.
B
Faux : l'asthénosphère est ductile (déformable), pas rigide. C'est la lithosphère qui est rigide et cassante, et c'est elle qui forme les plaques. Si tu as répondu Vrai, tu as inversé les deux couches. Astuce mémo : le rigide (lithosphère) glisse sur le déformable (asthénosphère).
La répartition des séismes et des volcans souligne les frontières des plaques.
A
Vrai : placés sur une carte, séismes et volcans dessinent des lignes qui coïncident avec les frontières des plaques. C'est un argument fort de la tectonique des plaques, et un moyen de tracer ces frontières sans les voir directement. Astuce mémo : les bords des plaques sont actifs, le cœur est calme.
À une dorsale océanique, de la nouvelle lithosphère océanique se crée.
A
Vrai : à la dorsale, le magma remonte de l'asthénosphère, se refroidit et fabrique de la nouvelle lithosphère océanique de part et d'autre. La dorsale est une zone de production. Astuce mémo : dorsale = création, subduction = destruction. Ne confonds jamais les deux.
Les séismes les plus profonds se produisent dans les zones de subduction.
A
Vrai : les zones de subduction sont marquées par les séismes les plus profonds (jusqu'à environ 700 km), le long du plan de la plaque qui plonge. On y trouve aussi une fosse océanique très profonde et un volcanisme intense. Astuce mémo : plus la plaque s'enfonce loin, plus les séismes peuvent être profonds.
L'idée de Wegener sur le mouvement des continents a été immédiatement acceptée par tous les savants de son époque.
B
Faux : l'idée de Wegener a d'abord été moquée et rejetée, faute d'un moteur connu pour expliquer comment les continents pourraient bouger. Il a fallu un demi-siècle, l'exploration des fonds marins et l'étude des séismes pour lui donner raison. Astuce mémo : Wegener avait raison sur le mouvement, mais il lui manquait le moteur (la chaleur interne).
Yasmine mesure une distance de 2 km entre une roche et la dorsale. Combien cela fait-il en centimètres ? (1 km = 100 000 cm)
200 000 cm
Pour convertir des kilomètres en centimètres, multiplie par : cm. Cette conversion est essentielle dans ce chapitre : les vitesses d'expansion s'expriment en cm/an, alors que les distances sont mesurées en km. Astuce mémo : surveille toujours les unités avant de diviser une distance par un temps.
Une plaque s'écarte de la dorsale à la vitesse de cm/an. De combien de centimètres se sera-t-elle éloignée au bout de ans ?
10 cm
Distance = vitesse temps : cm. C'est la relation de base de tout le chapitre. Si tu as divisé au lieu de multiplier, tu as confondu la formule. Astuce mémo : pour trouver une distance, on multiplie la vitesse par le temps ; pour trouver une vitesse, on divise la distance par le temps.
Dans une zone de subduction, jusqu'à quelle profondeur, en kilomètres, peut-on enregistrer des séismes le long du plan de la plaque plongeante ? (Donne la valeur maximale citée dans le cours.)
700 km
Les séismes de subduction peuvent atteindre environ km de profondeur, le long du plan de la plaque qui s'enfonce. C'est la signature la plus profonde de toute la tectonique : nulle part ailleurs on n'enregistre des séismes aussi profonds. Astuce mémo : plus la plaque plonge loin dans l'asthénosphère, plus les foyers peuvent être profonds.
Yasmine regarde une carte du monde et remarque que la côte est de l'Amérique du Sud et la côte ouest de l'Afrique s'emboîtent comme deux pièces d'un puzzle. Quelle idée historique cette observation a-t-elle inspirée ?
Cette observation a inspiré à Alfred Wegener l'idée que ces continents avaient autrefois été soudés, puis s'étaient écartés au cours du temps : c'est l'idée de la dérive des continents. L'emboîtement des côtes est l'un des premiers indices qui suggèrent que les continents ne sont pas fixes.
L'astuce est de relier une observation visuelle simple (le « puzzle » des côtes) à l'hypothèse de Wegener. Distracteur : croire que cette ressemblance est un pur hasard. En réalité, c'est l'un des points de départ de la tectonique des plaques, que tu vas approfondir tout au long du chapitre.
Pourquoi dit-on que ce qui rend les plaques mobiles est une différence mécanique et non chimique ?
Karim affirme : « Les continents glissent sur les océans. » Quelle correction est juste ?
Que prouve la répartition symétrique de l'âge des roches de part et d'autre d'une dorsale ?
Pourquoi une plaque océanique finit-elle par plonger en subduction ?
Comment la chaleur interne met-elle le manteau en mouvement ?
D'où provient principalement la chaleur interne de la Terre ?
Quel ensemble de marqueurs caractérise une zone de subduction ?
Pourquoi la Terre ne grandit-elle pas alors que les dorsales fabriquent en permanence de la lithosphère ?
Pourquoi l'Atlas marocain se soulève-t-il ?
Qu'est-ce qui manquait à la théorie de Wegener pour être acceptée à son époque ?
Comme les dorsales fabriquent en permanence de la lithosphère, la Terre grossit avec le temps.
La lithosphère et la croûte sont une seule et même chose.
À la dorsale les plaques convergent, et en subduction elles s'écartent.
Le Sahara est calme sur le plan sismique parce qu'il se situe au cœur de la plaque africaine, loin de toute frontière.
Le moteur des plaques est la chaleur du Soleil qui réchauffe la surface.
Une roche du plancher océanique se trouve à 100 km d'une dorsale. On sait qu'elle s'est formée à la dorsale il y a 5 millions d'années. Quelle est la vitesse moyenne d'expansion de ce côté, en cm/an ? (1 km = 100 000 cm)
Le plancher océanique s'écarte d'une dorsale à la vitesse de cm/an. Une roche se trouve à 120 km de la dorsale. Depuis combien de millions d'années s'est-elle formée ? (1 km = 100 000 cm)
De chaque côté d'une dorsale, le plancher s'écarte à cm/an. De combien de centimètres l'océan s'élargit-il au total chaque année (en additionnant les deux côtés) ?
Salma regarde une carte des séismes du globe et conclut : « Les séismes tombent au hasard, il n'y a aucune logique. » Explique-lui pourquoi elle se trompe.
Amine compare la tectonique à un tapis roulant : « Les plaques sont posées sur quelque chose qui bouge. » Précise sur quoi glissent les plaques et ce qui fait défiler ce « tapis ».
Yasmine révise sa coupe de la Terre et déclare : « Ce qui découpe la Terre en lithosphère et asthénosphère, c'est la frontière entre la croûte et le manteau : la lithosphère, c'est la croûte, et l'asthénosphère, c'est le manteau. » A-t-elle raison ?
Karim raisonne ainsi : « Une dorsale et une zone de subduction, c'est la même idée : deux plaques qui se rencontrent et où il se passe beaucoup de choses, séismes et volcans. La différence est juste qu'une est au fond de l'océan et l'autre près des côtes. » Où est l'erreur de raisonnement ?
Imagine une planète dont tout le manteau serait totalement rigide jusqu'à la surface, sans couche ductile. Que pourrait-on en déduire ?
En Atlantique, les roches ont quelques milliers d'années au milieu et des dizaines de millions d'années près des côtes américaine et africaine, de façon symétrique. Quelle interprétation est correcte ?
Pourquoi est-ce la lithosphère océanique âgée, et non la lithosphère récente près de la dorsale, qui tend à plonger en subduction ?
Le mouvement des plaques résulte de deux contributions liées à la chaleur interne. Lesquelles ?
On dit que la Méditerranée occidentale se referme lentement. Quel mécanisme tectonique l'explique ?
Le séisme d'Al Haouz (près de Marrakech, 2023) s'explique tectoniquement par :
Quel est l'ordre correct des étapes du cycle de la lithosphère océanique ?
Le plancher océanique le plus ancien a environ 200 millions d'années, alors que les plus vieilles roches continentales en ont des milliards. Comment l'expliquer ?
La subduction est en grande partie tirée par le poids de la plaque dense qui s'enfonce dans l'asthénosphère.
Comme la lithosphère océanique, la lithosphère continentale plonge facilement en subduction, ce qui explique qu'elle ne conserve pas de roches anciennes.
La tectonique des plaques unifie en un seul modèle les séismes, les volcans, les chaînes de montagnes et la dérive des continents.
Une plaque s'écarte d'une dorsale à la vitesse de cm/an. Quelle distance, en kilomètres, aura-t-elle parcourue en millions d'années ? (1 km = 100 000 cm)
Le plancher s'écarte d'une dorsale à cm/an. Une roche se trouve à km de la dorsale. Depuis combien de millions d'années s'est-elle formée ? (1 km = 100 000 cm)
Une roche située à km d'une dorsale s'est formée il y a millions d'années. Calcule la vitesse moyenne d'expansion de ce côté, en cm/an. (1 km = 100 000 cm)
Un océan s'élargit au total de cm/an (en additionnant les deux côtés de la dorsale). De combien de kilomètres s'est-il élargi en millions d'années ? (1 km = 100 000 cm)
Karim demande : « Pourquoi y a-t-il des montagnes et des séismes au nord du Maroc, alors que le Sahara, au sud, est plat et calme ? » Réponds en utilisant la tectonique des plaques.
Yasmine s'étonne : « Si l'emboîtement des côtes sautait aux yeux, pourquoi a-t-on rejeté Wegener pendant un demi-siècle ? » Explique-lui le vrai problème de sa théorie et comment il a été résolu.
Salma raisonne : « Les dorsales fabriquent du plancher océanique sans arrêt, donc la Terre doit grandir un peu chaque année. » Montre où est la faille de son raisonnement.
Amine observe deux régions du globe : l'une présente une chaîne de montagnes sous-marine avec des roches très jeunes en son centre ; l'autre une fosse très profonde, des séismes jusqu'à 700 km et des volcans. Identifie chaque frontière et explique ce qui s'y passe.
Karim demande : « Pourquoi trouve-t-on des roches continentales vieilles de plusieurs milliards d'années, alors que le plancher océanique le plus ancien ne dépasse pas environ 200 millions d'années ? » Réponds en mobilisant le cycle de la lithosphère.