Lithosphere

La tectonique des plaques lithosphèriques sur la Terre.

La lithosphère (littéralement, la « sphère de pierre ») est l'enveloppe rigide terrestre la plus superficielle. Elle est divisée en un certain nombre de plaques tectoniques également appelées plaques lithosphériques. Les plaques lithosphériques rigides reposent sur l'asthénosphère, plus facilement déformable (constituée de roches ductiles de relativement faible viscosité).

La lithosphère est constituée de la croûte et de la partie superficielle du manteau supérieur. La croûte et la partie inférieure de la lithosphère sont séparées par la discontinuité de Mohorovicic (plus communément appelée "MOHO"), discontinuité marquée par une modification de la vitesse de propagation des ondes sismiques. La limite inférieure de la lithosphère (c'est-à-dire la limite entre le manteau supérieur rigide et le manteau supérieur ductile de faible viscosité) se trouve à l'isotherme où l'olivine (minéral largement dominant dans le manteau) atteint son point de fusion : aux alentours de 1 300 °C. Cette profondeur varie de quasiment 20 km au niveau des dorsales océaniques, à plus de 200 km sous les vieux continents. La limite lithosphère-asthénosphère correspond donc à une limite mécanique : ce sont des roches de compositions chimiques voisines, mais de comportement mécanique différent, que l'on trouve à la base de la lithosphère et au sommet de l'asthénosphère. Le passage croûte-manteau, lui, est plus superficiel (il se situe au coeur de la lithosphère), et correspond à un changement de composition chimique et de minéralogie des roches.

Le transfert de chaleur dans la lithosphère se fait par conduction thermique à l'opposé du transfert de chaleur par convection dans l'asthénosphère. Le gradient de température est plus élevé dans la lithosphère que dans l'asthénosphère, de l'ordre d'une dizaine de degrés par km.

La transformation d'un manteau rigide dans la lithosphère, en un manteau plus déformable (ductile) dans l'asthénosphère, est responsable d'une diminution de la vitesse et d'une atténuation marquée des ondes sismiques P et S au niveau de la « low velocity zone ».

Les plaques composant la lithosphère sont animées de mouvements relatifs de divergence, de convergence ou décrochants (de coulissage). Les mouvements de divergence traduisent un éloignement de deux plaques l'une par rapport à l'autre au niveau d'une dorsale. La convergence, un rapprochement des deux plaques. La convergence peut être une subduction, une plaque passe au-dessous d'une autre. Il existe deux cas de subduction, une convergence d'une plaque continentale et océanique, avec formation d'une cordillère ou d'un arc insulaire. Dans le second cas la convergence se fait entre deux plaques océaniques avec création d'un arc insulaire ou d'un arc insulaire double et d'une mer marginale formé par le remplissage d'un bassin arrière-arc. Dans le cas de deux plaques continentales, les deux plaques entrent en collision avec un blocage local de la convergence ce qui donne naissance à une chaîne de collision.

La quantité de lithosphère à la surface de la Terre est toujours la même, les mouvements de convergence et de divergence se compensent.

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