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6.1 : Introduction aux forces tectoniques - Géosciences

6.1 : Introduction aux forces tectoniques - Géosciences


Résultats d'apprentissage

Ce chapitre a plusieurs buts et objectifs :

  • Décrire les causes du stress tectonique et comment elles influencent les tremblements de terre et les volcans.
  • Comprenez où se trouvent les tremblements de terre et les volcans dans le monde et pourquoi.
  • Expliquer les structures géologiques qui conduisent au plissement et à la formation de failles du paysage physique.
  • Déterminez comment la composition du magma détermine l'explosivité de l'éruption volcanique.
  • Décrivez les différents types de lignes de faille et de volcans et les reliefs qu'ils forment.

Questions essentielles

  • Les humains pourraient-ils vivre dans des endroits le long du front Wasatch sans la faille Wasatch et les tremblements de terre qu'elle provoque ?
  • Comment la tectonique des plaques explique-t-elle où et pourquoi les tremblements de terre et les volcans se produisent là où ils se produisent ?
  • Quel rôle les tremblements de terre et les volcans ont-ils sur la civilisation ? Quels avantages nous apportent-ils ?
  • Comment comprendre les forces tectoniques de la Terre pourrait-il aider à sauver des vies ?
  • Quels rôles bénéfiques les forces tectoniques ont-elles écologiquement et pour l'humanité ?


Stratigraphie, tectonique et habitat des hydrocarbures du bassin de la plaine d'Abadan : examen géologique d'une province prolifique des hydrocarbures du Moyen-Orient

1,13 psi/ft) au milieu du bassin (Figure 6). Des gammes de morts-terrains similaires au bassin de la plaine d'Abadan ont été observées dans les bassins sédimentaires de l'Asie du Sud-Est tels que Brunei [61,62]. Dans le bassin de la plaine d'Abadan, la différence entre les contraintes verticales est plus grande à des profondeurs plus faibles et remarquablement moindre dans les parties plus profondes des puits. Une tendance décroissante du sud au nord de σv est observée dans ce bassin ce qui suggère le rôle de la Déformation du Zagros sur l'amplitude de la contrainte verticale. Une telle tendance suggère l'effet de l'orogenèse du Zagros (limite nord du bassin) sur la contrainte verticale. Dans cette région, la collision des plaques Eurasie-Arabie a entraîné une tectonique de poussée, associée au raccourcissement et à l'épaississement des strates le long de la direction de la collision. Les formations des champs du nord sous l'influence de l'orogenèse du Zagros sont plus plissées que les parties sud du bassin, et sont donc caractérisées par des fractures étendues. Au vu d'une fourchette relativement étroite dev variation dans ce bassin, le compactage des dépôts est identifié comme la cause principale de la variation des densités sédimentaires et des différences associées dans la contrainte verticale. Les forces tectoniques et la structure des anticlinaux sont des phénomènes secondaires affectant les densités de formation.


1 - Introduction aux discontinuités géologiques structurales

Les ruptures planes dans la roche sont l'une des caractéristiques les plus spectaculaires, fascinantes et importantes de la géologie structurale. Les joints contrôlent le cours des systèmes fluviaux, l'extrusion des coulées de lave et des fontaines à incendie, et modulent l'écoulement des eaux souterraines. Les joints et les failles sont associés à la courbure des strates rocheuses pour former des plis spectaculaires comme on le voit dans les ceintures orogéniques de la Colombie-Britannique à l'Iran, ainsi qu'à la déformation sismogénique des lithosphères continentales et océaniques. Les antifissures semblables aux stylolites supportent une contrainte volumétrique importante dans la croûte saturée de fluide. Les bandes de déformation sont omniprésentes dans les sédiments mous et dans les roches poreuses telles que les grès et les carbonates, fournissant des noyaux pour la formation de failles sur les continents. Les failles forment également les limites des grandes plaques tectoniques qui produisent des tremblements de terre - et des phénomènes connexes tels que des coulées de boue dans des régions densément peuplées telles que San Francisco, Californie - en réponse aux forces tectoniques et au transport de chaleur au plus profond de la Terre. Des failles, des joints et des bandes de déformation ont été reconnus sur d'autres planètes, satellites et/ou astéroïdes de notre système solaire, attestant de leur intrigue continue et de leur importance pour la géologie structurelle et la tectonique planétaires.


Reliefs tectoniques—Bâtiment de montagne

Les mouvements des plaques ont une énorme capacité à façonner et à déformer les roches à travers une variété de processus qui incluent le pliage, la formation de failles, l'extension et, à grande échelle, la construction de montagnes.

Montagnes défaillantes

Lorsqu'un mouvement divergent des plaques se produit sous une croûte continentale, des structures de rift et des failles normales se forment. Ce rift continental fait tomber le fond des vallées le long des lignes de faille. La combinaison de bassins vers le bas et de montagnes de blocs de failles adjacentes peut produire des fronts de gamme dramatiques.

Parc national de Saguaro, Arizona

Exemple ci-dessus modifié de "Parks and Plates: The Geology of our National Parks, Monuments and Seashores", par Robert J. Lillie, New York, WW Norton and Company, 298 pp., 2005, www.amazon.com/dp/0134905172 .

Vidéo en vedette—Parc national de Grand Teton, Wyoming

La faille de Téton

Le mouvement sur la faille de Teton a commencé il y a environ 10 millions d'années, soulevant les montagnes vers le ciel et faisant basculer la vallée vers le bas. Ce n'est qu'une question de temps avant qu'un autre tremblement de terre ne soulève les montagnes et ne laisse tomber le fond de la vallée.

Durée : 2 minutes, 16 secondes

Exemples de la province du bassin et de l'aire de répartition

  • La Snake Valley (bassin) et les montagnes adjacentes Snake Range [Grand Bassin]
  • Le bassin de Tucson et les montagnes Rincon adjacentes [Saguaro]
  • Vallée de la Mort (bassin) et les montagnes Panamint adjacentes [Vallée de la Mort]

Apprendre encore plus

  • Parc national de la Vallée de la mort, Californie et Nevada—[Atlas de géodiversité] [Accueil du parc]
  • Parc national de Grand Teton, Wyoming—[Atlas de géodiversité] [Accueil du parc]
  • Parc national du Grand Bassin, Nevada—[Atlas de géodiversité] [Accueil du parc]
  • Parc national de Saguaro, Arizona—[Atlas de géodiversité] [Accueil du parc]

Montagnes Fold et bassins d'avant-pays [Site en cours de développement]

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Montagnes volcaniques [Site en développement]

[Site en cours de développement]
Arc volcanique.

Un point chaud est une zone de chaleur concentrée dans le manteau qui produit du magma qui monte à la surface de la Terre pour former des caractéristiques volcaniques. L'activité volcanique des îles hawaïennes en est un exemple. Les points chauds peuvent persister pendant des millions d'années.

Exemples de points chauds et d'arcs volcaniques

Parc national et réserve de Katmai, Alaska—[Atlas de la géodiversité] [Accueil du parc]

Parc national et réserve du lac Clark, Alaska—[Atlas de la géodiversité] [Accueil du parc]

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Types de forces tectoniques

Le stress est la force appliquée à un objet. Précédent Une forte contrainte appliquée lentement plie souvent les roches en motifs serrés et alambiqués sans les casser. Lorsque les roches sont exposées en surface après soulèvement et érosion, les effets des contraintes peuvent être étudiés. Et si la contrainte appliquée est forte plutôt que progressive ? Ce chapitre traite de deux types d'activités géologiques dues à la tectonique des plaques : la formation de montagnes et les tremblements de terre. Rechercher : Introduction aux forces tectoniques. Résultats d'apprentissage. Est-il plus susceptible de se briser profondément dans la croûte terrestre ou à la surface ? Êtes-vous sûr de vouloir supprimer #bookConfirmation# Forces tectoniques Les roches sont soumises à des contraintes lorsqu'elles sont soumises à une force en profondeur.

Rechercher : Causes et types de stress tectonique. les forces tectoniques peuvent produire une variété de configurations dans la structure rocheuse, selon la nature des roches et la nature des forces appliquées. Souligne. L'échelle de la contrainte de cisaillement peut varier de quelques centimètres à des centaines de mètres. Lorsque le stress provoque un changement de forme d'un matériau, il a subi une contrainte ou une déformation. Il existe trois types de frontières de plaques tectoniques : les frontières de plaques divergentes, convergentes et transformées. Forces tectoniques de compression… Lorsque deux plaques continentales se poussent l'une contre l'autre, la contrainte les force toutes les deux vers le haut. Comment la tectonique des plaques explique-t-elle où et pourquoi les tremblements de terre et les volcans se produisent là où ils se produisent ? Quel rôle les tremblements de terre et les volcans ont-ils sur la civilisation ? Les forces tectoniques sont divisées en trois types principaux qui diffèrent dans la direction des forces appliquées ( Fig. Puisque la roche ne peut pas bouger, elle ne peut pas se déformer. La compression est la contrainte la plus courante aux limites des plaques convergentes. Décrivez les différents types de lignes de faille et volcans et les reliefs qu'ils forment.

1) Forces générées à l'intérieur de la terre qui entraînent un soulèvement, un mouvement ou une déformation d'une partie de la croûte terrestre. Comprenez où se trouvent les tremblements de terre et les volcans dans le monde et pourquoi. Enfin, lorsqu'une roche sous contrainte se brise, cela s'appelle une fracture. Nous analyserons ensuite comment les propriétés des volcans sont influencées par les limites de la croûte et des plaques tectoniques les plus proches d'eux. Comment comprendre les forces tectoniques de la Terre pourrait-il aider à sauver des vies ? et des signets correspondants? Les roches sont sous Celles-ci incluent les processus de construction des montagnes, la croissance et le comportement des noyaux forts et anciens des continents appelés cratons, et la manière dont les plaques relativement rigides qui constituent l'enveloppe extérieure de la Terre interagissent les unes avec les autres. pages marquées d'un signet associées à ce titre. Tout d'abord, nous examinerons ce qui peut arriver aux roches lorsqu'elles sont exposées à des contraintes. Les roches stressées présentent des degrés variables de Tous droits réservés. Les roches déformées sont courantes dans les zones géologiquement actives. Lorsque les forces sont parallèles mais se déplaçant dans des directions opposées, la contrainte est appelée cisaillement. Le fait que la déformation soit plastique ou fragile dépend à la fois de l'ampleur de la contrainte et de la rapidité avec laquelle la contrainte est appliquée.

Terre dynamique : Introduction à la géographie physique. La déformation est appelée déformation élastique si le corps de roche reprend sa forme précédente après que la contrainte a été supprimée. Un bon exemple est le lent rebond de la croûte nord-américaine après avoir été déformée par le grand poids des glaciers du Pléistocène. La déformation fragile se produit lorsque la contrainte est suffisamment importante pour casser (fracturer) la roche. Une roche ductile est une roche qui « s'écoule plastiquement » en réponse à une contrainte. Déterminez comment la composition du magma détermine l'explosivité de l'éruption volcanique. La compression serre les roches ensemble, provoquant le pliage ou la fracture des roches. Les contraintes appliquées au fil du temps conduisent souvent à une déformation plastique. Terre dynamique : Introduction à la géographie physique. Forces tectoniques. La déformation plastique entraîne un changement permanent de la forme de la roche. Ce chapitre traite de deux types d'activités géologiques dues à la tectonique des plaques : la formation de montagnes et les tremblements de terre. Le type de forces tectoniques qui créent des montagnes sont appelés plaques convergentes.

Lorsqu'elle est soumise à une contrainte, une roche peut subir l'un des trois types de déformation (déformation) : élastique, cassante ou plastique. © 2020 Houghton Mifflin Harcourt. Décrire les causes du stress tectonique et comment elles influencent les tremblements de terre et les volcans. Les intempéries et l'érosion. Cette image montre les trois principaux types de limites de plaques : divergente, convergente et transformée. http://www.opengeography.org/physical-geography.html, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Millook_cliffs_enh.jpg, Une roche profondément enfouie est poussée vers le bas par le poids de tout le matériel au-dessus d'elle . Quatre types de contraintes agissent sur les matériaux. D'énormes plaques de lithosphère se déplacent de manière inégale sur la surface sphérique de la planète, provoquant des tremblements de terre. Quels rôles bénéfiques les forces tectoniques ont-elles écologiquement et pour l'humanité ? La contrainte de tension se produit lorsqu'une roche est soumise à des forces qui ont tendance à l'allonger ou à la séparer. Une roche qui a subi une contrainte de tension a tendance à être plus étroite et plus longue que sa forme d'origine, comme un morceau de gomme ou de tire tiré. La déformation élastique se produit lorsque la roche reprend sa forme d'origine lorsque la contrainte est supprimée. Ce chapitre a plusieurs buts et objectifs : Décrire les causes du stress tectonique et comment elles influencent les tremblements de terre et les volcans. Supprimer #livre# Chapitre 5 : Forces tectoniques Dans cette mission, nous étudierons où se trouvent les tremblements de terre actuels, à partir d'un mouvement capté par le sol. Une contrainte de compression sur une roche est appliquée des côtés opposés et a tendance à raccourcir (comprimer) la roche entre les contraintes opposées, ce qui peut également l'étirer parallèlement à la direction sans contrainte. À la surface de la Terre, les roches se brisent généralement assez rapidement, mais plus profondément dans la croûte, où les températures et les pressions sont plus élevées, les roches sont plus susceptibles de se déformer plastiquement. de votre liste de lecture supprimera également toute contrainte - le changement de volume et/ou de forme de la roche en raison de cette contrainte. D'énormes plaques de lithosphère se déplacent de manière inégale sur la surface sphérique de la planète, provoquant des tremblements de terre.

La tectonique fournit également un cadre pour comprendre les contraintes lorsqu'elles sont soumises à une force en profondeur. Par exemple, un agglomérat volcanique peut être compacté et ses fragments pyroclastiques étirés (tendus) en réponse à une contrainte tectonique, telle qu'une compression. Trois types de contraintes peuvent être appliquées aux roches : de tension, de compression et de cisaillement. Décrivez les différents types de lignes de faille et de volcans et les reliefs qu'ils forment. Lorsque les roches sont exposées en surface après soulèvement et érosion, les effets des contraintes peuvent être étudiés. En géosciences, la contrainte est la force par unité de surface qui est exercée sur une roche. Les roches ont alors trois réponses possibles à l'augmentation des contraintes : déformation élastique, déformation plastique ou fracturation. Dans quelles conditions pensez-vous qu'une roche est plus susceptible de se fracturer ? Les structures géologiques définies, la suite Les humains pourraient-ils vivre dans des endroits le long du front de Wasatch sans la faille de Wasatch et les tremblements de terre qu'elle provoque ? Lorsque les roches sous contrainte ne retrouvent pas leur forme d'origine lorsque la contrainte est supprimée, on parle de déformation plastique. Une contrainte de cisaillement se produit lorsque des forces provenant de directions opposées créent un plan de cisaillement dans une zone dans laquelle les forces sont parallèles les unes aux autres. Forces tectoniques. Souches. Expliquer les structures géologiques qui conduisent au plissement et à la formation de failles du paysage physique. La réponse d'une roche aux contraintes dépend du type de roche, de la température environnante et des conditions de pression dans lesquelles se trouve la roche, de la durée pendant laquelle la roche est soumise à des contraintes et du type de contrainte. Les guides d'étude CliffsNotes sont écrits par de vrais enseignants et professeurs, donc peu importe ce que vous étudiez, CliffsNotes peut soulager vos maux de tête et vous aider à obtenir de bons résultats aux examens. 14.25).


Structures géologiques

Vous pouvez retracer la déformation qu'une roche a subie en voyant en quoi elle diffère de sa position horizontale d'origine, la plus ancienne sur le fond. Cette déformation produit des structures géologiques telles que des plis, des joints et des failles causées par des contraintes.



UNE glisser est la distance à laquelle les roches se déplacent le long d'une faille et peuvent se trouver en haut ou en bas du plan de faille. Le glissement est relatif, car il n'y a généralement aucun moyen de savoir si les deux côtés ont bougé ou un seul. Les failles se situent à un angle par rapport à la surface horizontale de la Terre. Cet angle est appelé le défaut tremper. Le creux définit lequel des deux types de base est un défaut. Si le pendage de la faille est incliné par rapport à l'horizontale, la faille est une faille à glissement-pendage. Il existe deux types de failles de glissement. Dans défauts normaux, le mur suspendu s'abaisse par rapport au mur inférieur. Les failles normales peuvent être énormes et sont souvent responsables de l'élévation des chaînes de montagnes dans les régions soumises à un stress de tension.

Avec défauts inverses, le mur inférieur s'abaisse par rapport au mur suspendu. Un type de faille inverse est une faille chevauchante, dans laquelle l'angle du plan de faille est presque horizontal. Les roches peuvent glisser sur plusieurs kilomètres le long des failles de chevauchement.

UNE faille de décrochement est une faille pendage-glissement dans laquelle le pendage du plan de faille est vertical et résulte de contraintes de cisaillement. La faille de San Andreas en Californie est la faille décrochante la plus célèbre au monde. Il s'agit d'une faille décrochante latérale droite.

CONSTRUCTION DE STRESS ET DE MONTAGNE
C'est la puissance de cisaillement et la force de deux ou plusieurs plaques continentales convergentes qui se brisent vers le haut qui créent des chaînes de montagnes. Les contraintes de ce soulèvement provoquent des plis, des failles inversées et des failles de chevauchement, qui permettent à la croûte de s'élever vers le haut. La subduction de la lithosphère océanique aux limites des plaques convergentes construit également des chaînes de montagnes.

Lorsque les contraintes de tension séparent la croûte, elle se brise en blocs qui glissent vers le haut et vers le bas le long des failles normales. Le résultat est une alternance de montagnes et de vallées, connue sous le nom de bassin-et-plage.


6. Discussion

6.1. Géomorphologie tectonique et configurations fluviales contrôlées par failles de Bornéo

Un décrochement senestre à pendage NW est un indicateur clair que cette région subit une compression oblique qui provient peut-être du courant

Forces horizontales dirigées NW-SE, qui peuvent être associées à la compression active le long du sillon de Palawan ou ailleurs (Figure 2). Les déviations caractéristiques des rivières, les schémas de drainage et les ruptures topographiques sont quelques-uns des éléments clés de la géomorphologie tectonique que nous avons cartographiés ici. Des travaux antérieurs ont montré que la déformation de la croûte et les modèles de paysage sont liés via la tectono-géomorphologie et diverses caractéristiques géomorphologiques, par exemple, les ruptures topographiques, les escarpements, les discontinuités et les changements le long des cours d'eau et des drainages [41,42,47]. Ceci est particulièrement vrai pour les rivières, qui sont des indicateurs très sensibles de changements qui peuvent être d'origine tectonique ou climatique [41,47,48]. Ainsi, les rivières sont des outils très cruciaux pour cartographier et estimer les ajustements tectoniques qu'une région a connus au cours de l'échelle de temps géologique [41,42,47,48]. Les failles décrochantes cartographiées dans cette étude ont littéralement causé certaines des rivières de l'île de Bornéo à former des motifs en zigzag distinctifs et ces déviations sont bien préservées par les rivières plus anciennes, et la rivière Rajang est un exemple spectaculaire (Figure 3 et Figure 4) de ce. Le chemin curviligne creusé par la rivière est témoin du mouvement continu sur les failles que suit cette rivière. Ce n'est pas une rivière antécédente et au contraire, elle est directement contrôlée par le modèle de failles de Bornéo. Un premier examen du décalage le long de la rivière semble suggérer un décalage senestre, mais en réalité, la rivière suit l'étendue du décalage dextre de la faille qui traverse le système de crête pendant

5,7 km (figure 4). Ainsi, les remarquables reliefs faillés que nous avons cartographiés ici montrent des signes d'activité Holocène à Récente, ce qui en fait une caractéristique des failles intra-plaques. L'occurrence omniprésente de reliefs faillés et la grande étendue de failles suggèrent une origine tectonique.

6.2. Les failles de glissement sont liées aux forces tectoniques des plaques

Le système de failles décrochantes sénestres à pendage NW (Figure 6, Figure 7, Figure 8, Figure 9, Figure 10 et Figure 11) s'est soit développé simultanément avec le système dextre en tant que failles conjuguées, soit s'est formé après l'événement qui a conduit à la formation du système de faille dextre. Le fait que (figure 6B)

Les failles dextres orientées NW-SE déplacent le

Les failles senestre orientées NE-SO montrent que les failles senestre sont relativement plus anciennes ou que ces failles glissent lentement.

Faille normale à pendage NW (Figure 13D). Le séisme de juin 2015 a suscité beaucoup d'intérêt pour comprendre la cause de la déformation dans la région [15]. L'occurrence de séismes normaux liés à des failles à Sabah (Figure 13) suggère une extension, et la cause exacte de cette extension reste incertaine (par exemple, [15]). Les modèles précédents (Figure 13) ont soit attribué la déformation active aux forces gravitationnelles ou aux forces tectoniques, soit aux deux [15,51,52,53,54]. Le fait qu'un pli actif et une ceinture de poussée existent et se développent au large de Sabah indique

Raccourcissement de la croûte orienté NW-SW, et des structures similaires existent à terre qui indiquent

Extension orientée NW-SE. Cela pourrait s'expliquer par un grand glissement gravitationnel, qui apporte des matériaux de Sabah à terre via des failles normales, et les empile sur des structures offshore via un chevauchement (par exemple, [51, 53]). Cela nécessite un décollement à grande échelle, qui pourrait être du schiste sous pression, sur lequel le matériau pourrait être transporté. Le problème majeur avec ce modèle est le fait que les événements sismiques normaux (figure 13A) avec

Le plan de faille à pendage NW signifie que le mont. Le granit de Kinabalu s'affaisse activement car il repose sur le bloc de mur suspendu du système de faille Crocker qui a généré le mont. Séisme de Kinabalu en 2015 (Figure 13). Cependant, des études géologiques antérieures ont suggéré que le mont. Le granit de Kinabalu a été exhumé depuis sa cristallisation environ 5-6 Ma [54]. De même, la profondeur hypocentrale de deux séismes survenus à Sabah (figure 13D) varie de 13 à 10 km. Ces détails structurels sont difficiles à expliquer simplement par un effondrement gravitationnel (par exemple, [15]). De même, ni le socle impliquant le modèle de raccourcissement ni le modèle de contraintes localisées ne sont en mesure d'expliquer l'étendue et l'échelle des failles que nous avons cartographiées (Figure 13). La faille que nous avons cartographiée (par exemple, [15,55]) est sans doute la preuve d'un important système de failles décrochantes senestre qui pourrait expliquer l'existence d'une extension dans le nord-ouest de Bornéo, et cela pourrait être responsable du modèle de failles à grande échelle. qui est cartographié à Bornéo, et par conséquent, nous proposons que les forces tectoniques sont en grande partie responsables de la déformation à Bornéo qui

La compression oblique régionale dirigée NW-SE est à l'origine de la déformation observée à Bornéo (Figure 13 et Figure 14). Nos travaux suggèrent que la déformation dans l'île de Bornéo est fortement contrôlée en profondeur par une structure majeure que nous pensons être une faille décrocheuse senestre à grande échelle. Une telle structure majeure provient peut-être de Sabah et s'étend peut-être plus au nord. La faille ressemble à une faille décrocheuse sénestre majeure typique qui a créé une topographie tectonique où la partie centrale de la zone de faille est relativement droite et forme un réseau de crêtes en échelon (Figure 13 et Figure 14), et des prêles fortement développées aux extrémités de la faute majeure. Les modèles de plis, de failles et la topographie globale sont cohérents avec la principale faille senestre qui traverse le centre de l'île (Figure 14). Ainsi, nous soutenons fortement, sur la base de la cartographie géomorphique (montrée ci-dessus), que l'expression topographique de l'île et son cadre structurel sont contrôlés tectoniquement, ce qui peut s'expliquer par la convergence oblique (Figure 14).


Fondamentaux de la tectonique des plaques

Tectonique des plaques est le modèle ou la théorie qui a été utilisé au cours des 60 dernières années pour comprendre et expliquer le fonctionnement de la Terre, plus précisément les origines des continents et des océans, des roches plissées et des chaînes de montagnes, des tremblements de terre et des volcans et de la dérive des continents. Nous explorerons plus en détail le concept de tectonique des plaques dans le laboratoire 1, mais il est présenté ici car il inclut des concepts importants pour de nombreux sujets que nous aborderons dans le laboratoire ce semestre.

La clé pour comprendre la tectonique des plaques est une compréhension de la structure interne de la Terre, qui est illustrée à la Figure I6. coeur se compose principalement de fer. Le noyau externe est suffisamment chaud pour que le fer soit liquide. Le noyau interne, bien qu'encore plus chaud, est soumis à une telle pression qu'il est solide. Le manteau est composé de fer et de magnésium silicate minéraux. La majeure partie du manteau entourant le noyau externe est constituée de roche solide, mais suffisamment plastique pour pouvoir s'écouler lentement. La partie la plus externe du manteau est rigide. Le croûte - composé principalement de granit sur les continents et principalement de basalte sous les océans - est également rigide. La croûte et le manteau rigide le plus externe forment ensemble le lithosphère . La lithosphère est divisée en une vingtaine plaques tectoniques qui se déplacent dans différentes directions à la surface de la Terre.

Une propriété importante de la Terre (et des autres planètes) est que la température augmente avec la profondeur, de près de 0°C à la surface à environ 7000°C au centre du noyau. Dans la croûte, le taux d'augmentation de la température est d'environ 30°C tous les kilomètres. Ceci est connu comme le gradient géothermique .

Figure I7 : Représentation de la convection dans le manteau et sa relation avec le mouvement des plaques. Le mouvement des courants dans le manteau terrestre exerce une pression sur la lithosphère et provoque le déplacement des plaques.

La chaleur s'écoule continuellement vers l'extérieur de l'intérieur de la Terre, et le transfert de chaleur du noyau vers le manteau provoque une convection dans le manteau (Figure I7). Cette convection est la principale force motrice du mouvement des plaques tectoniques. Aux endroits où les courants de convection dans le manteau se déplacent vers le haut, une nouvelle lithosphère se forme (au niveau des dorsales océaniques) et les plaques se séparent (divergent). Là où deux plaques convergent (et le flux convectif est descendant), une plaque sera subjugué (poussé vers le bas) dans le manteau sous l'autre. De nombreux tremblements de terre et volcans majeurs de la Terre sont associés à des frontières convergentes.

Le concept selon lequel la croûte terrestre et le manteau supérieur (lithosphère) sont divisés en un certain nombre de plaques qui se déplacent indépendamment à la surface et interagissent les unes avec les autres à leurs limites.

La partie intérieure métallique de la Terre, s'étendant d'une profondeur de 2900 kilomètres jusqu'au centre.

La couche intermédiaire de la Terre, dominée par des minéraux silicatés riches en fer et en magnésium et s'étendant sur environ 2900 kilomètres de la base de la croûte jusqu'au sommet du noyau.

Minéral qui comprend des tétraèdres de silice.

Couche supérieure de la Terre, dont l'épaisseur varie d'environ 5 kilomètres (dans les océans) à plus de 50 kilomètres (sur les continents).

La partie externe rigide de la Terre, comprenant la croûte et le manteau jusqu'à une profondeur d'environ 100 kilomètres.

Région de la lithosphère considérée comme se déplaçant à la surface de la Terre comme une seule unité.

Le taux d'augmentation de la température avec la profondeur de la Terre (généralement autour de 30˚ C/km dans la croûte).

Lorsqu'une partie d'une plaque est forcée sous une autre plaque le long d'une zone de subduction.


Tremblements de terre intraplaques au Montana

Introduction

Près de 10% des séismes mondiaux se rompent dans les régions intérieures des plaques tectoniques, loin des marges des plaques tectoniques nettement définies et fortement déformées. Les séismes intraplaques reflètent une libération soudaine d'énergie de déformation accumulée loin d'une limite de plaque et révèlent des informations importantes sur les sources et le transfert de contraintes au sein des continents. 

La limite de plaque tectonique la plus proche du Montana se trouve juste au large de la côte de l'État de Washington, à environ 500 miles de distance, dans la zone de subduction de Cascadia. Pourtant, l'ouest du Montana et la région étendue des Rocheuses se déforment activement et génèrent des milliers de tremblements de terre chaque année. Si le Montana et les montagnes Rocheuses sont si éloignés de la limite d'une plaque tectonique, quels mécanismes entraînent et facilitent les séismes abondants et en cours ? Au département de géosciences de l'Université du Montana, nous nous efforçons de répondre à cette question. 

Le 6 juillet 2017, le Montana a connu son plus grand tremblement de terre en plus d'un demi-siècle. L'événement de magnitude 5,8 a frappé près de la petite ville de Lincoln et pourrait être ressenti jusqu'au Canada et dans les États voisins. Le grand tremblement de terre a généré des milliers de répliques qui devraient persister pendant plusieurs années. À l'Université du Montana, nous étudions les répliques du tremblement de terre de Lincoln pour étudier les conditions de stress qui ont généré le choc principal, pour évaluer la structure de la croûte et les propriétés des matériaux dans l'ouest du Montana, et pour explorer plus largement les mécanismes physiques qui concentrent et libèrent le stress. dans les paramètres intraplaques. 

Mission et objectifs

L'une des questions fondamentales de la géophysique de la Terre solide concerne la façon dont les contraintes s'accumulent à l'intérieur des continents et, par extension, quelles forces entraînent l'activité sismique à de grandes distances des limites des plaques tectoniques. Les observations sismiques et géodésiques, les modèles informatiques et les expériences en laboratoire suggèrent que la réponse dépend d'une combinaison de nombreux processus et propriétés physiques complexes et couplés pertinents pour la Terre solide, y compris le transfert de contraintes tectoniques, la dynamique du manteau, la structure lithosphérique et la rhéologie, l'énergie potentielle gravitationnelle. , et le flux de chaleur. L'importance relative de chaque facteur peut varier selon les régions, car les forces motrices et la structure de la Terre sont latéralement hétérogènes.

À l'Université du Montana, nous visons à évaluer la distribution, la concentration et l'évolution du stress à l'intérieur de l'ouest des États-Unis en effectuant des évaluations ciblées de la sismicité intraplaque abondante, profonde et puissante qui se produit actuellement naturellement dans l'ouest du Montana et les Rocheuses étendues. Région de montagne. Nos objectifs primordiaux sont doubles :

  1. Améliorer les contraintes sur la dynamique de la déformation intraplaque et la localisation des tremblements de terre au sein d'une ceinture sismique étroite, appelée ceinture sismique Intermountain, qui s'étend à travers l'ouest du Montana, et
  2. Pour faire progresser notre compréhension de la façon dont la contrainte s'accumule et se dissipe dans les intérieurs continentaux.

Réseau sismique de l'Université du Montana

Nous sommes en train de construire un réseau sismique pour l'ouest du Montana. À l'été 2017, nous avons déployé trois stations sismiques à large bande étroitement autour de la séquence de répliques de Lincoln pour compléter la couverture des réseaux régionaux et nationaux existants. En août 2018, nous déploierons sept stations sismiques à large bande supplémentaires autour de Lincoln et de la vallée voisine de Swan, qui a accueilli des essaims de tremblements de terre profonds et persistants pendant plusieurs années. Les dix stations de l'Université du Montana compléteront le réseau sismique régional du Montana (Bureau des mines et de la géologie du Montana), complétant la couverture de la sphère focale du séisme, en particulier le long du front oriental des montagnes Rocheuses. Les stations sismiques de l'Université du Montana sont conçues pour des applications d'enfouissement direct et peuvent être portées à différents endroits au fil du temps avec une relative facilité.

[Légende de la figure: Des étudiants de l'Université du Montana visitent une sismique à large bande à Granite Butte près de Lincoln, dans le Montana, en octobre 2017. La station sismique à large bande fait partie du nouveau réseau sismique de l'Université du Montana et a enregistré des milliers de répliques du tremblement de terre M5.8 de Lincoln en juillet 2017.]

[Légende de la figure: (a) Tremblements de terre survenus aux États-Unis contigus et dans les régions limitrophes de 2000 à 2017 avec des magnitudes de 3,0 ou plus (catalogue USGS). La barre de couleur représente les profondeurs des tremblements de terre. La boîte noire décrit l'État américain du Montana et les régions limitrophes, présentées dans le panneau b. (b) Tremblements de terre qui se sont produits dans et autour de l'État du Montana de 2000 à 2017 avec des magnitudes de 1,0 ou plus (cercles gris). Les événements profonds (> 20 km) sont surlignés en vert. Les failles quaternaires (lignes bleues) proviennent de la base de données USGS Quaternary Fault and Fold. Les failles de Lewis et Clark Line (lignes rouges) proviennent de Wallace et al. (1990). L'épicentre du choc principal du Lincoln M5.8 2017 est indiqué par une étoile jaune. Deux ceintures sismiques distinctes sont représentées sous forme de régions ombrées : la ceinture sismique intermontagneuse (orange) et la ceinture tectonique du centenaire (rose).]


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