Mots clefs : gps, tectonique des plaques, divergence, convergence, latitude, longitude, altitude.
Le logiciel Tri_GPS est un gestionnaire de base de données concernant un certain nombre de sites pour lesquels des évaluations gps régulières sont réalisées, elles concernent latitude, longitude, altitude. Par comparaison avec les évaluations antérieures, des vitesses annuelles sont déduites. Le logiciel donne accès à l’ensemble des 3 types de données et des 3 vitesses, mais aussi à des graphiques concernant les 3 vitesses et à une carte du monde sur laquelle sont reportés des vecteurs vitesse latitude-longitude.
Programme de 1ère S :
Le modèle prévoit des vitesses de déplacements des plaques (d’après le paléomagnétisme et les alignements de volcans intraplaques). Avec l’utilisation des techniques de positionnement par satellites (GPS), à la fin du XXème siècle, les mouvements des plaques deviennent directement observables et leurs vitesses sont confirmées.
Programme de Terminale S :
Des phénomènes tectoniques participent aussi à la disparition des reliefs. L’ensemble de ces phénomènes débute dès la naissance du relief et constitue un vaste recyclage de la croûte continentale.
Mode d’emploi du logiciel Tri_GPS : exemple de la divergence au niveau de l’Atlantique (Islande) :
Le logiciel est fourni avec une aide complète, elle concerne la convergence à proximité du Japon. Ici, un mode d’emploi minimum est proposé.
Le logiciel étant en cours d’exécution, en cliquant sur le bouton carte, on accède à cette dernière sur laquelle on sélectionne, à la souris, une zone rectangulaire. Pour cet exemple, le rectangle va de 68°N 25°O à 62°N 13°O (cliquer sur le point supérieur gauche et déplacer en maintenant le bouton gauche enfoncé jusqu’au point inférieur droit). La sélection est facilitée par l’usage du zoom, de la fonction déplacer et des ascenseurs. Ceci fait apparaître un rectangle jaune sur la carte. Après avoir sélectionné (ou non l’affichage des points gps qui apparaissent en jaune sur la carte) , le bouton Ok valide le choix et ramène à la page d’accueil. En cliquant sur le bouton Trier puis Choix des stations : Cocher tout, la page ci-contre est obtenue. En décochant ou en cochant la colonne v, les stations seront désélectionnées ou sélectionnées.
2 types d’utilisations du logiciel sont proposées à partir de cette page de présentation : elles concernent des données graphiques ou la carte avec les vecteurs vitesse :
En double cliquant sur la ligne HOFN, ailleurs que dans la colonne v ou sur le nom de la station, on obtient les graphiques.Les 3 graphiques ci-contre sont fournis à titre d’exemple, ils concernent la station de Höfn située au sud-est de l’Islande. Ils montrent une augmentation régulière de la latitude et de la longitude qui correspond à un déplacement par rapport à un point repère international.
Le graphe concernant l’altitude est à utiliser avec précautions. Pour Höfn, il montre un soulèvement d’ensemble. De plus, ce graphe montre un accident avec soulèvement brutal en 2002. Il s’agit sans doute d’un séisme (ces derniers, en général de faible magnitude- sont nombreux en Islande). Il est par contre difficile de relier cet évènement avec de la divergence (intervention d’une faille normale), il peut aussi s’agir d’un phénomène en relation avec le point chaud situé sous l’Islande ou avec le réajustement isostasique depuis la fonte (partielle) de la vaste calotte glaciaire qui a recouvert largement l’île avant -10 000ans.
En cliquant sur le bouton carte de la page d’accueil, on obtient une carte du type de celle qui figure à droite. Elle montre les 2 vecteurs divergents pour les 2 stations islandaises qui ont été choisies: Reykjavik(REYK) qui se situe à l’ouest de la dorsale et Höfn (HOFN) qui se situe à l’est. Ces vecteurs sont fournis à partir du calcul de déplacement en prenant la référence internationale. Il est possible de changer de référence :
L’image ci-contre a été obtenue en – élargissant la sélection initiale (73°N 55°O à 45°N O°)
– double cliquant sur REYK (65°N 22°O) sur la carte avec les vecteurs; ceci sélectionne alors cette station comme référence et fera apparaître en bas de la carte un message Station REYK considérée comme fixe.
Attention: ce choix perdure tant que sa désactivation n’a pas lieu (Vecteur : Remise à zéro)
– ajoutant l’échelle (vecteur ouest-est de 50mm). Pour ceci cliquer sur Vecteur : Afficher l’échelle et suivre le mode d’emploi
Le document montre toujours une divergence de part et d’autre de l’Atlantique. Cette divergence peut alors être quantifiée globalement: un peu moins de 30mm/an au niveau islandais
Une divergence rapide au niveau de l’océan Pacifique :
Le document est obtenu en sélectionnant une zone de 24°N 160°O à 32°S 106°O. La référence est internationale. Il montre une divergence avec vitesses beaucoup plus importantes que pour l’Atlantique.
Remarque : l’ensemble de vecteurs situés au nord-ouest correspond à diverses stations du point chaud des îles Hawaï qui pourrait aussi être étudié de façon spécifique.
Convergence : subduction : zone Pacifique-Andes :
L’image est obtenue en sélectionnant une zone de 24°S 111°O à 45°S 62°O. La référence (point fixe) est choisie à Santiago : SANT : 33°S 71°O)
Convergence : collision de l’Inde avec l’Eurasie :
L’image est obtenue en sélectionnant une zone de 44°N 68°E à 11°N 89°E.La référence (point fixe) est BAN2 (13°N 77°E). De plus les vecteurs ont été agrandis (Vecteur : Agrandir) de nombreuses fois.
Les déplacement mis en évidence sont relatifs.
Le décrochement de Californie :
La mise en évidence est un peu plus délicate : le secteur est très étudié et de très nombreux sites figurent dans la base de données: il est éventuellement possible de déselectionner certains d’entre eux. De plus, la région est géologiquement très complexe. L’image a été obtenue en sélectionnant une petite zone à proximité de San Francisco de 39°N 125°O à 37°N 120°O. La station BRIB (38°N 122°O) est prise comme point fixe. De plus les vecteurs ont été agrandis (Vecteur : Agrandir)
D’où un ensemble de vecteurs orienté NNO à l’ouest de la faille de San Andreas et un ensemble orienté SSE à l’est de la faille.
Où se procurer le logiciel Tri_GPS ?
Le logiciel est téléchargeable sur le site académique d’Amiens (SVT), au moment où cette page est écrite (novembre 2004), il est accessible dans la rubrique nouveautés de ce site. Il occupe une place relativement importante: un peu plus de 49,1Mo au téléchargement et de 54Mo une fois le fichier téléchargé décompressé. Il est donc recommandé d’avoir un accès rapide pour réaliser ce téléchargement.
Conclusion:
Le travail ci-dessus n’a consisté qu’en une présentation sommaire d’un produit avec quelques pistes pédagogiques. Le logiciel semble parfaitement en relation avec le programme actuel de 1°S. Il peut être utilisé seul ou en complément d’autres supports (logiciel Sismolog, carte des âges de fonds océaniques, documents relatifs au magnétisme,…). De fait les démonstrations et conclusions proposées le sont au niveau d’une classe de 1°S c’est à dire simplifiées par rapport à la complexité du problème (déplacement des plaques sur le géoïde et nombre de plaques,…)
Son utilisation pourrait aussi donner lieu à une activité interdisciplinaire avec les collègues des autres disciplines scientifiques.
Liens
Sur le site Planet-Terre : liens utiles pour comprendre le gps
application de la technique gps en géophysique
conférence en ligne : gps et géophysique
Raithouze Daniel Lycée Follereau 90000 Belfort , novembre 2004
