Géodynamique et tectonique

Description

L’UE s’intéresse à l’étude de la déformation à différentes échelles spatiales (du minéral à la plaque lithosphérique) et temporelles.

Dans une première partie on s’intéresses aux structures et aux mécanismes de déformation finie et active dans les roches de la lithosphère et de la partie supérieure de l’asthénosphère :

- Description géométrique de la déformation des roches
- Comportement rhéologique des matériaux rocheux
- Paramètres de contrôle de la déformation
- Les déformations cassantes
- Les déformations plastiques
- Les plis
- Le comportement élastique de la lithosphère

Une seconde partie concerne la sismologie et la déformation active :

- Définition d’un séisme
- Les ondes sismiques et leur propagation
- Intensité, magnitude, énergie dissipée par un séisme, mécanisme au foyer
- Le cycle sismique, géodésie
- La sismicité de la France dans son cadre géologique
- Aléa et risque sismique

Enfin on s’intéresse aux bservations et enregistrements de la dynamique de la lithosphère :

La mobilité horizontale de la lithosphère : 
- la dérive des continents (observations et hypothèses), 
- l’hypothèse de l’expansion des fonds océaniques ; 
- la tectonique des plaques, 
- la cinématique relative.
Cinématique des plaques : 
- Modèles cinématiques globaux (NUVEL1)
- la cinématique des points triples
- Cinématique instantanée et cinématique finie
- les reconstructions paléogéographiques
- Cinématique absolue et ses différents repères
Divergence des plaques : 
- du rift continental à la dorsale
- Structure et évolution des rifts continentaux et des marges passives
- Les principales dorsales
- segmentation des dorsales
Convergence des plaques :
- Subduction : morphologie des panneaux plongeants et leur dynamique et tectonique, bassins arrière arc, cordillères (Andes). 
- Collision et phénomènes associés. Processus d’épaississement crustal. 
- L’obduction et les ophiolites.
Processus tardi- et post-orogéniques : 
- Désépaississement lithosphérique dans les chaînes de collision
- Formation d’une pénéplaine continentale
Points chauds :
- Arguments en faveur des points chauds
- Mécanismes de formation
- Magmatisme des points chauds

Compétences requises

La plupart des compétences nécessaires pour suivre cette UE sont enseignées dans l’UE « Cartographie géologique » en L2 de la licence « sciences de la vie et de la Terre »
- Lecture et analyse des grandes structures observables sur la carte géologique de la France au 1/1.000.000°
- Les ensembles géologiques sur la carte de France
- Géométrie et jeux des failles (toit, mur, pendage, vergence, inverse, normale, décrochante), des chevauchements et des détachements
- Description géométrique des plis de couverture (anticlinal, synclinal, terminaison périclinale)
- Notions de socle et de couverture
- La structure d’un rift continental (le fossé rhénan)

Compétences visées

- Savoir interpréter la déformation en termes de direction des contraintes ou de sens de cisaillement
- Reconnaître les grandes structures classiques de la déformation des roches
- Connaître les ondes sismiques et leur propagation
- Analyser et interpréter la sismicité de la France métropolitaine et d’outre-mer
- Distinguer l’aléa et le risque sismique
- Comprendre et démontrer la mise en place historique d’une théorie scientifique : la tectonique des plaques.
- Comprendre et argumenter la construction d’un modèle scientifique.
- Établir les relations entre les mouvements (cinématique) et les structures déformées dans différents contextes géodynamiques : rifting, dorsales, subductions, collision, points chauds.
- différencier, dans les propositions scientifiques actuelles, les parts respectives des enregistrements directs et de la modélisation.

Compétences travaillées en Travaux pratiques et dirigés :
- analyser et interpréter des objets déformés aux différentes échelles : minéralogique, macroscopique, ou du paysage
- savoir caractériser une ellipsoïde de déformation
- construire des projections stéréographiques
- déterminer les contraintes sur une projection stéréographique
- construire et interpréter des mécanismes au foyer
- savoir lire et interpréter des cartes géologiques globales (Monde, océan Atlantique, océan Indien)
- déterminer les vitesses d’expansion océanique à partir de cartes océaniques
- construire des triangles de vitesses dans un modèle cinématiques
- analyser des documents scientifiques, mettre en relation différents documents
- s’entraîner aux épreuves écrites du Capes (travail sur plusieurs sujets de Capes)
- organiser une synthèse écrite de manière séquencée, rédiger une introduction et un argumentaire
- analyser des documents scientifiques, mettre en relation différents documents
- exploiter des données scientifiques dans le cadre d’un argumentaire
- réaliser des schémas de synthèse

Discipline(s)

• Terre solide : géodynamique des enveloppes supérieure, paléobiosphère
• Structure et évolution de la Terre et des autres planètes

Bibliographie

Bibliographie, lectures recommandées :

Daniel et al. : Sciences de la Terre et de l’univers, Vuibert éd.
Robert et Bousquet : Géosciences
Jaujard : Géologie
Lallemand : Convergence lithosphérique
Gohau: Histoire de la tectonique des plaques
Brahic et al : Sciences de la Terre et de l'Univers
Jolivet Nataf : Géodynamique
Renard et al. « Pomerol » : Eléments de géologie
Mercier et Vergely : Tectonique

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Benoît Petri