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Préliminaires
Sédimentation et tectonique
Observation, interprétation…



CNRS-Geomanips

Réaliser et commenter sans lésiner sur la communication ! Stand de la Société Géologique de France, Fête de la Science2002, site du Ministère de la Recherche.
© P.Dick





Préliminaires
Sédimentation et tectonique
Observation, interprétation…


 

Avoir réalisé et commenté cette expérience quelques dizaines de fois devant un public hétérogène pour la Fête de la Science, nous permet de suggérer quelques idées à mettre en valeur dans un cadre pédagogique qui dépasse le prismes d’accrétion et qui peut être ouvert par cette expérience :

Après avoir sondé les idées préconçues sur « la formation des montagnes » des spectateurs, nous avons expliqué l’intérêt de faire des modèles réduits, pour voir se faire les mouvements figés ou de toute façon si lents de la Terre.

Nous précisons que l’expérience du chercheur respecte, elle, soigneusement les facteurs d’échelles et que nous nous sommes autorisés à passer outre pour des raisons de commodités et parce que nous obtenons cependant des résultats intéressants.

Explication capitale, à ne pas manquer : le fond de la boîte est tapissé par une bande de toile émeri qui représente la croûte océanique, qui est mobile comme un tapis roulant, qui sera entraîné par la manivelle…

La cale de bois figure le continent sous lequel la plaque subduit. Quel continent ? Au choix l’Afrique vers laquelle l’Europe convergeait au Cénozoïque, l’Amérique du Sud vers laquelle converge la plaque Cocos…

La boîte évoque un océan… alors commencent quelques dizaines de millions d’années de sédimentation …




 



 



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Sédimentation et tectonique
Observation, interprétation…



Tout ce que peuvent raconter des sédiments


Sédimentation
Dix minutes pour des millions d’années ! et dix minutes pour retenir le public, c’est le temps d’évoquer la France au Mésozoïque, la Téthys et ses sédiments marins variés, occasion aussi de faire des raccourcis sur l’évolution des faunes marines ! et pourquoi pas d’évoquer, repère obligé, la période qui vit disparaître les dinosaures sur les continents…

Un peu moins de 3 cm de sables alternés (grossier neutre, très fin, grossier neutre, grossier coloré) sont déposés.


 

 


Déformations à vue d’oeil



Évocation d’un graben


Tectonique
Il est temps de tourner la manivelle… mettant en marche la subduction de la plaque océanique.
Très vite le sable se déforme près de la butée, mais il se passe quelque chose à l’autre extrémité…une extension bien sûr !

L’ouverture se fait au niveau de la limite de la toile émeri, discontinuité de vitesse dont l’importance est soulignée par le chercheur qui réalise des expériences d’extension.
Occasion de rapprocher les deux phénomènes complémentaires, d’évoquer ce qui se passe aux dorsales, de prévoir l’élargissement de cet « océan » naissant et de prier les spectateurs de se concentrer sur la convergence puisqu’il nous est impossible de simuler ici l’expansion océanique avec création de croûte.



 



 



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Sédimentation et tectonique
Observation, interprétation…



Plusieurs résultats


Expérience réalisée avec une plaque océanique


Retour à la réalité, le terrain


À la différence des expériences menées avec le sable de Fontainebleau aux grains de nature homogènes, arrondis, bien calibrés, le sable employé ici est très hétérogène, il ne répond absolument pas aux critères d’analogie du chercheur.

Les accidents obtenus sont moins cassants, on obtient plus facilement des plis que des failles bien nettes comme dans l’expérience du chercheur. Cependant, l’édification du prisme que l’on observe est pédagogiquement satisfaisante car elle autorise un grand nombre d’observations.

Les premières déformations ont des inclinaisons assez parallèles au plan de subduction, puis très vite en continuant le raccourcissement, vous observez un basculement des failles proches de la butée, vers cette même butée c’est un rétrochevauchement.

Vous verrez d’abord des plis, qui se couchent, les flans inverses s’étirent, ce qui provoque des bourrages dans les charnières. Cette structure peut évoluer jusqu’à la naissance de vraies failles inverses ou chevauchements. Les déplacements le long des chevauchements peuvent atteindre des centaines de kilomètres dans la nature.



Structure de l'Himalaya


Dans notre commentaire, nous extrapolions au-delà du prisme d’accrétion sédimentaire visiblement formé. La tectonique en convergence se poursuivant, l’affrontement des continents pourrait se produire. De grands accidents, ayant la même géométrie que ceux du prisme se formeraient alors dans les continents et même dans le manteau supérieur (prisme crustal et lithosphérique) : une chaîne de montagnes naîtrait.

Nous faisions remarquer que les déformations se développent successivement de la butée vers l’extérieur de la chaîne. C’est la raison pour laquelle, en règle générale, les chevauchements sont plus jeunes vers l’extérieur de la chaîne (vers l’Ouest dans le cas des Alpes, il s’agit du Jura)

Une chaîne de montagne n’est pas un principalement soulèvement vertical (faire référence aux idées des Anciens) mais un empilement de grandes écailles qui se glissent les unes sous les autres en raison de mouvements horizontaux. Voir le module Alpes.

Nous vous souhaitons de belles expériences.

Des documents complémentaires sont disponibles sur certains sites web des laboratoires de recherche dont une sélection est faite par Géomanips.







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