TECTONIQUE DES PLAQUES

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⚜ La tectonique des plaques est l'aboutissement de toute une série d'hypothèses – depuis celle de la dérive des continents proposée par Alfred Wegener (1912) à celle de Frederick Vine et Drummond Matthews (1963) en passant par celle de l'expansion des fonds océaniques formulée par Harry Hess en 1962.

Selon cette théorie, de grandes plaques rigides en mouvement découpent la lithosphère, l'enveloppe externe de la Terre ; les déformations ainsi que la plupart des tremblements de terre et des éruptions volcaniques se localisent aux frontières de ces plaques ; le plancher océanique se crée au niveau des dorsales océaniques, s'éloigne de chaque côté à une vitesse de quelques centimètres par an, puis disparaît en s'enfonçant dans le manteau au niveau des zones de subduction ; deux plaques peuvent coulisser l'une contre l'autre au niveau de failles dites « transformantes » ; la formation d'une chaîne de montagnes est le résultat de la collision de deux plaques continentales ou de la subduction d'une plaque océanique sous une plaque continentale.

En 1967 et 1968, l'Américain Jason Morgan, le Britannique Dan McKenzie et le Français Xavier Le Pichon proposent parallèlement des modèles de cinématique quantitative qui découpent la lithosphère en douze (J. Morgan) et six (X. Le Pichon) plaques principales et qui rendent compte des grands principes de cette théorie.

⚜ La tectonique des plaques est une formidable synthèse qui a révolutionné les sciences de la Terre ; elle est aujourd'hui confirmée dans ses grandes lignes par les mesures de géodésie spatiale.

— Florence DANIEL


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🌟Les premières interrogations scientifiques

La caractéristique la plus évidente de la planète Terre est son relief visible qui est marqué par l'existence de deux grands domaines – les continents et les grands bassins océaniques – et par des chaînes de montagnes traversant les continents. C'est naturellement sur ces structures que se sont portées les premières interrogations scientifiques. Jusqu'au XIXe siècle, les océans sont considérés comme un vestige d'une couche d'eau primordiale qui recouvrait jadis l’ensemble du globe. L'évaporation progressive de l'eau aurait laissé émerger des points hauts : les continents. En fait, cette idée ne répond pas à deux questions beaucoup plus significatives :

D'où vient le grand contraste topographique entre les continents et les océans ?

Comment ont été créés ces grands bassins profonds ?

Pour les géologues ainsi que pour les physiciens intéressés par la Terre, le XIXe siècle est dominé par trois thèmes : le refroidissement de la planète, la rigidité de sa matière et les mécanismes de la formation des chaînes de montagnes. Il est acquis que la Terre est née à haute température et qu'elle s’est progressivement refroidie avec un intérieur resté chaud, comme le démontrent les volcans et les températures élevées régnant dans les galeries des mines profondes. Le fait que la planète supporte des charges importantes comme des chaînes de montagnes semble démontrer qu'elle est particulièrement rigide. Mais, si c'était le cas, les mouvements internes seraient impossibles et le relief serait hérité d'un temps ancien, en quelque sorte figé depuis des temps immémoriaux. Ce raisonnement n'est pas compatible avec les spectaculaires plissements des couches géologiques que l'on peut observer dans les chaînes de montagnes. Ceux-ci sont les témoins de phases de compression horizontale et indiquent que des déplacements ont eu lieu à la surface de la Terre. Puisque l'on connaît des chaînes de montagnes d'âges différents, on en déduit que de tels mouvements se sont répétés à plusieurs reprises.

🌟Vers une géographie mobile ?

L’idée d’une géographie mobile, non figée, n’est pas récente. Dès l’Antiquité, certains avaient envisagé l’existence de changements dans la répartition des terres émergées et des mers, puis, dès le XVIe siècle, quelques précurseurs supposaient déjà des modifications de grande ampleur à l’échelle des continents. Cette idée s’appuyait essentiellement sur le fait que les côtes africaines et américaines peuvent s’emboîter. Par la suite, des similitudes entre les structures géologiques, les flores et les faunes de continents séparés ont été relevées, notamment vers 1750 par le naturaliste français Georges Buffon, puis entre 1799 et 1804 par le géographe et explorateur allemand Alexander von Humboldt et en 1828 par le botaniste Adolphe Brongniart. Malgré ces observations suggérant une géographie variable, l’idée dominante est longtemps restée celle d’une géographie fixe. Pourtant, les idées non fixistes se précisent vers le milieu du XIXe siècle. Des partisans de la position fixe des continents, mais pas d’une géographie entièrement fixe, ont fait progresser les idées. Parmi eux, à la fin du XIXe siècle, le géologue autrichien Eduard Suess suppose, comme d’autres avant lui, que des continents aujourd’hui séparés étaient auparavant reliés par des masses intermédiaires (appelées « ponts continentaux ») maintenant effondrées. Dans cette optique, la géographie changeait mais les continents ne se déplaçaient pas. Cette conception – continents fixes, liaisons par ponts continentaux, effondrement de ces derniers – a dominé la paléogéographie et la paléobiogéographie pendant longtemps. Suess était un ardent défenseur de la théorie de la contraction de la Terre. Selon celle-ci, la Terre se refroidit et se contracte, ce phénomène étant supposé jouer un rôle important dans la formation des chaînes de montagnes. Alors que Suess défend la contraction terrestre, le géologue italien Roberto Mantovani suggère, en 1889, que le volume de la Terre est, au contraire, en accroissement. Si la théorie de la contraction de la Terre est abandonnée (en particulier à la suite des travaux de Wegener), celle de l’expansion terrestre compte encore quelques partisans aujourd’hui. Dans le cadre des idées non conformistes et d’une géographie que l’on peut qualifier de mobiliste, signalons le point de vue de l’astronome américain William H. Pickering. En 1907, il suppose que la Lune s’est détachée de la Terre en laissant l’emplacement de ce qui est maintenant l’océan Pacifique, brisant le continent unique qui existait alors, ce qui aurait donné naissance aux continents actuels. En 1908, le géologue américain Franck B. Taylor suggère que les continents se déplacent et que leurs collisions peuvent créer des montagnes. Un peu plus tard, le climatologue allemand Alfred Wegener propose en 1912 sa célèbre théorie de la dérive des continents. Alors que les travaux de Taylor n’ont pas eu de retentissement, l’hypothèse de Wegener, plus argumentée, a marqué l’histoire des sciences de la Terre.


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