E9 Géodynamique planétaire et cycle lithosphérique

Topique

La géodynamique planétaire décrit le mouvement des plaques tectoniques et l'évolution du cycle lithosphérique sur des échelles de temps de millions d'années.

Le principal moteur de la tectonique des plaques est l'attraction exercée par la plaque subductée : la lithosphère océanique, froide et donc dense, qui s'enfonce dans une zone de subduction, attire le reste de sa plaque vers le bas, dans le manteau, avec une force d'environ dix mille milliards de newtons par mètre de plaque.

Un modèle thermique standard de la lithosphère océanique prédit que la profondeur bathymétrique du fond marin et l'épaisseur thermique de cette lithosphère augmentent avec la racine carrée de son âge ; cependant, au-delà de quatre-vingts à cent millions d'années, cet enfoncement progressif s'atténue car la lithosphère océanique se comporte alors comme une plaque d'épaisseur finie reposant sur une base à température constante, au lieu de continuer à se refroidir indéfiniment.

Le cycle complet d'ouverture et de fermeture d'un bassin océanique débute par la fragmentation d'un continent, qui engendre une dorsale médio-océanique. Une nouvelle lithosphère se forme au niveau de cette dorsale ; elle se refroidit et s'en éloigne progressivement, puis finit par subduire et refermer l'océan qu'elle avait ouvert, tout comme l'océan Atlantique continue de s'ouvrir aujourd'hui tandis que l'océan Pacifique se referme lentement.

Lors d'une collision continentale, telle que celle qui se produit actuellement entre les plaques indo-australienne et eurasienne, à l'origine du soulèvement de l'Himalaya et du plateau tibétain, la croûte continentale double d'épaisseur et développe une profonde racine orogénique s'enfonçant dans le manteau. À l'équilibre isostatique, pour chaque kilomètre de montagne qui s'élève au-dessus du niveau de la mer, on compte environ 5,8 kilomètres de racine qui plonge sous le niveau de référence du manteau.

Le rifting est le processus inverse de cette collision continentale : il amincit la lithosphère au lieu de l'épaissir, il génère un affaissement au lieu d'un soulèvement, et si ce rifting se poursuit suffisamment longtemps, il peut finir par aboutir à l'ouverture d'un nouvel océan, bouclant ainsi le cycle lithosphérique complet, de la fragmentation d'un continent à la collision de deux continents, par lequel cette description de la géodynamique planétaire a débuté.

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