# data[].attributes.attachment_link.readable_text
La tectonique des plaques (du latin tardif tectonicus, dérivé du grec τεκτονικός / tektonikós, " de construction ") est un modèle scientifique expliquant la dynamique globale de la lithosphère terrestre. Ce modèle théorique a été constitué à partir du concept de dérive des continents, qui fut développé par Alfred Wegener au début du siècle. La théorie de la tectonique des plaques fut acceptée par la communauté géologique internationale à la fin des années 1960, à la suite de l'émission des concepts du " double tapis-roulant océanique ".

La lithosphère, coque externe rigide de la Terre constituée de la croûte et d'une partie du manteau supérieur, est subdivisée en plaques, dites tectoniques ou lithosphériques. Quinze plaques majeures ont été identifiées, auxquelles se rajoute une cinquantaine de plaques mineures. Ces plaques ont des mouvements relatifs variés, ce qui génère entre elles différents types de frontières : convergentes, divergentes ou transformantes. Au niveau de ces frontières se produisent de nombreux phénomènes géologiques tels que les séismes, l' activité volcanique, la formation de chaînes de montagnes et celle de fosses océaniques. La vitesse du mouvement relatif de deux plaques voisines varie entre 0 et 100 mm/an.

Les plaques tectoniques sont constituées d'une lithosphère océanique et/ou continentale, caractérisée par les croûtes des mêmes noms respectifs, sous lesquelles se trouve la zone rigide du manteau supérieur.

Le mouvement de ces plaques est possible du fait que la lithosphère, rigide, repose sur l' asthénosphère sous-jacente, partie ductile du manteau supérieur. Ce mobilisme lithosphérique est l'expression des mouvements de convection qui animent le manteau terrestre, mécanisme permettant à la Terre de dissiper sa chaleur interne vers la surface.

Dérive des continents

Pendant plusieurs siècles, les sciences de la Terre ont été dominées par la théorie fixiste qui repose sur le constat de l'état solide de la quasi-totalité du globe terrestre et de la surface terrestre qui présente une géométrie immuable, stable.

Dès 1596, dans son ouvrage Thesaurus geographicus, le cartographe anversois Abraham Ortelius remarque la ressemblance du tracé des côtes américaines et africaines. Il émet l'hypothèse que ces continents ont autrefois été réunis, et qu'ils ont été séparés à la suite de catastrophes : inondations et séismes. Francis Bacon souligne également cette complémentarité en 1620. Dans la Corruption du grand et petit Monde (1668) le père François Placet affirme que la séparation de l'Amérique du reste des continents s'est produite pendant le déluge universel. En 1756, le théologien allemand Theodor Christoph Lilienthal découvre la confirmation biblique de cette séparation en interprétant avec peu de vraisemblance un passage du livre de la Genèse.

Le pas final vers une vraie théorie de la dérive des continents revient en 1858 au géographe Antonio Snider-Pellegrini dans son mémoire intitulé La Création et ses mystères dévoilés. Il propose une première ébauche d'explication rationnelle de la complémentarité des côtes d' Europe et d' Amérique du Nord par la ressemblance des flores fossiles du Carbonifère dans ces deux continents. Pour Snider, un bloc primitif de roches en fusion aurait occupé une seule face de la Terre puis, refroidi, se serait rompu, créant l'Atlantique qui sépare les deux continents ; ceux-ci se seraient ensuite déplacés à la surface de la Terre. Cependant Snider, tenant de l'orthodoxie chrétienne, invoque encore la théorie du catastrophisme pour attribuer le phénomène du refroidissement au Déluge.

Les hommes de science, imprégnés de la théorie de l' uniformitarisme qui s'est imposée à la fin du siècle, continuent à croire ferme à la pérennité des mers et des continents. Pourtant, quelques mobilistes (tenants de la théorie mobiliste qui considère que d'importants mouvements horizontaux animent la Terre) se sont exprimés.

Jusqu'au début du siècle, la mobilité verticale de la terre est admise (d'après l'observation des séismes, des volcans en formation) mais pas la mobilité horizontale.

La théorie fixiste reste cependant dominante et seuls les déplacements verticaux demeurent expliqués. Le géologue Léonce Élie de Beaumont développe l'hypothèse de " systèmes de soulèvement " pour expliquer l' orogenèse. À la fin du siècle, Eduard Suess remplace l'hypothèse des " soulèvements " par celle des " affaissements " : adepte de la théorie de la contraction de la Terre, il propose que les montagnes résultent de plissements tandis que les océans proviennent de l'effondrement des ponts terrestres. Cependant, plusieurs contraintes (distribution bimodale des altitudes, quasi constance de la gravité à la surface du globe) rendent ces modèles fixistes inopérants.

Le géologue Frank Bursley Taylor formule en 1908, dans une communication à la Société américaine de géologie, l'hypothèse de la dérive continentale, se fondant sur le fait qu'on retrouve des chaînes de montagnes sur les marges continentales opposées des côtes atlantiques, comme les Rocheuses en Amérique du Nord et les Andes en Amérique du Sud. Ces chaînes se seraient formées par un effet de boutoir causé par la dérive des continents.

Le , le météorologue allemand Alfred Wegener, sans connaître semble-t-il les travaux de Taylor, présente à la Société géologique de Francfort-sur-le-Main un exposé cohérent et argumenté de la théorie de la dérive des continents, avec plusieurs éléments de démonstration, ce qui explique que la paternité de cette théorie lui est attribuée. Pour lui, un supercontinent, la Pangée (mot formé de deux noms grecs, Pan, et gê, Terre tout entière) s'est disloqué au début de l' ère secondaire, entraînant l'ouverture de l'Atlantique Nord et la séparation de l'Antarctique, puis l'ouverture de l'Atlantique Sud. Depuis cette ère, les masses continentales issues de cette fragmentation dériveraient à la surface de la Terre, telles des radeaux. Wegener publie un ouvrage en 1915, Genèse des océans et des continents : théories des translations continentales, dans lequel il précise les nombreuses preuves sur lesquelles il s'appuie : preuves morphologiques (emboîtement des formes des continents, comme la corne nord-est du Brésil et le fond du golfe de Guinée), stratigraphiques (continuité stratigraphique entre l'Afrique et l'Amérique du Sud qui se traduit par l'existence des cratons faits de tonalites ou boucliers qui datent du Paléozoïque), paléoclimatiques (existence de galets striés datant du primaire en Afrique du Sud et en Amérique du Sud, ce qui témoigne que les deux continents ont subi les mêmes influences glaciaires durant l'ère Paléozoïque) et paléontologiques (même faune et flore du primaire au rang desquelles les mésosaures, les cygnonatus et les glossoptéris, sorte de fougère à graines du Paléozoïque).

Cette intuition, pourtant étayée par des arguments interdisciplinaires convaincants, est rejetée par une bonne partie de la communauté scientifique ( Du Rietz , Ludwig Diels ou Harold Jeffreys) et ne trouve que peu de partisans, tel René Jeannel. Wegener échoue en effet dans sa théorie cinématique (théorie mobiliste plus descriptive que causale) à fournir une cause plausible de cette dérive. Il pense que la croûte continentale seule se déplace, en glissant directement " dans " ou " à la surface de " la croûte océanique. Mais, dans cette vision théorique marquée encore par un certain fixisme (la dérive des continents de Wegener est d'abord une théorie de la permanence des continents), la dérive se caractérise par la formation de trous béants. Wegener propose comme explication le broutage des continents sur le fond des océans pour expliquer la dérive. De plus, l'hypothèse des " radeaux " de sial flottant sur le sima visqueux n'est pas acceptable car les sismogrammes démontrent que le sima est solide. Enfin, les forces imaginées par Wegener (forces centrifuges de la fuite des pôles, force d'Eötvös, effet de marée) pour faire dériver les continents sont trop faibles pour vaincre leur rigidité.

Les mécanismes et la morphologie interne de la Terre sont à cette époque encore inconnus pour une interprétation plausible de la dérive. De plus, les géologues considèrent implicitement les fonds marins comme ayant une nature identique à celle des continents.

Expansion des fonds océaniques

Jean Goguel publie en 1942 son Introduction à l'étude mécanique des déformations de l'écorce terrestre ; en 1952, il publie son Traité de tectonique. L'hypothèse des mouvements de convection dans le manteau, émise par Arthur Holmes en 1945, propose un moteur plausible à ces déplacements de continents.

Le géologue américain Harry Hess s'appuie sur de nouvelles données scientifiques (cartes des fonds océaniques avec mise en évidence des rifts et fosses océaniques, flux de chaleur et cartes de l'âge du plancher océanique) pour élaborer en 1962 un nouveau modèle scientifique, l' expansion des fonds océaniques, appelée aussi hypothèse du double tapis roulant. Hess propose que la croûte océanique, créée au niveau des dorsales par des courants ascendants et enfouie au niveau des fosses océaniques par des courants descendants (phénomène de subduction), est continuellement recyclée alors que la croûte continentale, à cause de sa légèreté, est condamnée à dériver à la surface de la Terre.

L'hypothèse du double tapis roulant marque une véritable révolution des sciences de la Terre et affine le concept primitif de dérive des continents de Wegener. Ce dernier fait des blocs continentaux (formés de croûte continentale) le moteur de la dérive des continent alors qu'ils perdent ce rôle au profit des océans selon Hess. Pour ce dernier, les continents sont incorporés dans la lithosphère comme des morceaux de bois dans la banquise et sont entraînés passivement au gré des ouvertures et fermetures des océans.

Mise en place de la théorie de la tectonique des plaques

Différentes observations permettent de vérifier l'hypothèse de l' expansion océanique.

En 1958 et 1961, les océanographes Ron G. Mason et Arthur D. Raff mettent en évidence des bandes d'anomalies magnétiques symétriques par rapport à l'axe des dorsales océaniques, corrélables avec les phénomènes d' inversion du champ magnétique terrestre,. Le géophysicien Drummond Matthews et son étudiant Frederick Vine interprètent cette disposition surnommée " peau de zèbre " comme la confirmation de l'hypothèse d'Hess : l'accrétion de matériau mantellique au niveau des rifts et la dérive de la croûte océanique portée par le manteau sous-jacent qui agit comme un tapis roulant de part et d'autre du rift, sont à l'origine de cette disposition caractéristique.

Dès lors se met en place la théorie synthétique de la tectonique des plaques qui donne une explication globale à l'expansion océanique et la sismicité des zones des fosses océaniques en modélisant le mouvement relatif de plaques tectoniques sur la sphère terrestre. En 1965, le géophysicien Tuzo Wilson développe le concept de faille transformante, ce qui lui permet de découper la surface de la Terre en une mosaïque de plaques (qu'il nomme " plaques lithosphériques ") en mouvement les unes par rapport aux autres. En 1967, Dan Peter McKenzie détaille le moteur de cette tectonique, la convection mantellique, et avec son collègue Parker contraint le modèle avec des problèmes géométrique relatifs aux mouvements sur sphère. William Jason Morgan suggère en 1968 que la tectonique terrestre peut être modélisée par un nombre réduit de plaques tectoniques (six gros blocs rigides et douze plus petits). La même année, le géodynamicien français Xavier Le Pichon propose un modèle composé de six plaques et montre leurs mouvements relatifs depuis 120 millions d'années. Enfin, Jack Oliver et son étudiant Bryan Isacks parviennent à expliquer la sismicité sur tout le globe terrestre par le modèle de la tectonique des plaques, ce qui finit de convaincre la majorité des scientifiques à rejeter le paradigme fixiste et embrasser la toute nouvelle théorie.

Identification des principales plaques tectoniques

Lors de l'exposé de sa théorie de la tectonique des plaques en 1968, Le Pichon distingue six plaques lithosphériques principales :

Outre ces plaques majeures, des études plus détaillées ont conduit à distinguer un certain nombre de plaques secondaires, de moindre importance. En effet, les limites des plaques ne sont pas toujours bien définies et l'on parle de frontière de plaque " diffuse ".

La recherche dénombre quinze plaques principales en 2015.

En 2016, les simulations numériques réalisées par Mallard montrent que les plaques tectoniques sont au nombre de cinquante-trois : sept grandes plaques (l'Amérique du Nord, l'Amérique du Sud, l'Afrique, l'Eurasie, le Pacifique, l'Australie et l'Antarctique), couvrant 94 % de la surface du globe, entre lesquelles se trouvent quarante-six petites plaques complémentaires,.

Le modèle actuel

On admet à présent que les plaques tectoniques sont portées par les mouvements du manteau asthénosphérique sous-jacent, et subissent des interactions dont les trois types principaux sont la divergence, la convergence, et le coulissage. À ces trois types d'interaction sont associées les trois grandes familles de failles :

une faille normale est divergente (extensive) ;

une faille inverse est convergente (compressive) ;

un décrochement est transcurrent (les axes d'extension et de compression sont dans le plan horizontal).

Zones de divergence

Une zone de " divergence " apparaissant dans une croûte continentale conduit transitoirement à la formation d'un rift.

Un rift actif en zone continentale ne peut pas être une situation prolongée, parce que l'éloignement des deux bords de croûte continentale crée un vide qui sera comblé par de la croûte océanique, créant à terme un nouvel océan.

L'exemple le plus célèbre de divergence continentale est la vallée du Grand Rift en Afrique, qui est en train de séparer la plaque africaine de la plaque somalienne, qui se prolonge par le rift de la Mer Rouge, déjà en grande partie submergé, qui sépare la plaque africaine de la plaque arabique.

Quand les croûtes continentales se sont suffisamment séparées, la zone de divergence se retrouve en milieu océanique, et sépare deux surfaces constituées de croûte océanique. Une telle zone de divergence océanique éloigne deux plaques l'une de l'autre, couplé à une remontée du manteau entre elles, permettant la formation continue de croûte océanique. Leur frontière divergente correspond à une ride océanique ou dorsale, lieu de création de lithosphère océanique et théâtre de volcanisme intense.

En dehors de leurs bordures, les plaques sont rigides, de géométrie fixe : s'il y a des zones de divergence créant de la surface terrestre, il y a nécessairement aussi des zones de convergence où la surface terrestre peut disparaître. Les zones de divergence sont donc nécessairement accompagnées de zones de convergence.

Zones de convergence

Les zones de convergence sont la principale source d' orogenèse. La formation de montagnes continentales à partir de zones de convergence est un mécanisme à quatre temps.

Une zone de convergence impliquant deux croûtes océaniques conduit l'une à plonger sous l'autre, dans un mouvement de subduction. La plaque inférieure s'enfonce dans une fosse océanique, et sur la bordure de la plaque supérieure se forme un arc volcanique. C'est la situation de la fosse des Mariannes, ou des Îles Kouriles. Dans ce type de convergence, la plaque inférieure se raccourcit, et la plaque supérieure reste stable.

Si la croûte océanique de la plaque inférieure se prolonge par une croûte continentale, l'entrée de cette dernière dans la fosse océanique conduira transitoirement à une situation d' obduction : la croûte océanique supérieure passe au-dessus de la croûte continentale inférieure. Cette situation est transitoire, parce que la croûte continentale, moins dense, ne peut pas s'enfoncer et bloque le mouvement de convergence. Si la convergence se poursuit, c'est la croûte continentale (moins dense, d = 2,7), éventuellement chevauchée par des roches d'origine océanique, qui prendra le dessus, et la croûte océanique (la plus dense, d = 3,2) plongera à son tour dans un mouvement de subduction inversé, conduisant à une marge continentale active, ou marge de convergence.

Une marge continentale active est une zone de convergence qui met en contact une croûte continentale supérieure et une croûte océanique plongeant sous celle-ci dans une fosse de subduction. La côte ouest de l' Amérique du Sud en est un exemple. La subduction d'une plaque sous une autre entraîne de nombreuses conséquences, comme un volcanisme andésitique (ou explosif ou volcan gris), de nombreux tremblements de terre et surtout la formation des plis et des failles.

Enfin, si la convergence le long d'une marge continentale active a consommé toute la croûte océanique, elle conduit à une zone de collision, là où deux croûtes continentales se confrontent. Le moteur du mécanisme de subduction se bloque. Il n'est pas assez puissant pour faire plonger l'une des plaques dans l'asthénosphère à cause de leur faible densité. Les deux plaques se soudent pour n'en former qu'une seule. C'est le cas notamment de la chaîne de l' Himalaya, à la frontière entre la plaque indienne et la plaque eurasiatique ; cette rencontre s'est produite il y a 65 millions d'années à la faveur de la migration du continent indien. Les Alpes et les chaînes de l' Atlas sont des exemples de chaînes de collision. Il faut noter que pendant la collision, le matériel sédimentaire est transporté en hauteur pour former des chaînes de montagnes où les roches sont plissées et faillées.

La collision conduit à la formation de masses continentales de plus en plus importantes. John Tuzo Wilson a montré que les continents grandissent par un cycle de Wilson, une série d'étapes quasi périodiques où les plaques tectoniques de la croûte terrestre se dispersent puis s'agrègent.

Zones de décrochement

Le " coulissage " ou " transcurrence " se dit du glissement horizontal de deux plaques, l'une à côté et le long de l'autre. Il s'agit d'un déplacement latéral d'une plaque contre une autre.

Le décrochement est généralement le fait de croûtes continentales. Pendant le déplacement de cette faille se produisent des séismes très violents, dus aux frottements rugueux le long de failles épaisses et peu rectilignes. La faille de San Andreas en Californie et la faille nord-anatolienne en Turquie en sont deux exemples.

Comme indiqué ci-dessus, une dorsale océanique est toujours formée de segments de divergence, séparés par des failles transformantes ; cependant ces failles transformantes océaniques associées aux dorsales ne produisent guère de séismes, étant très rectilignes et sur des zones de croûte océanique de faible épaisseur.

Des zones de décrochement transformantes peuvent également être associées à la limite entre plaques océaniques et plaques continentales, comme pour la plaque caraïbe et la plaque Scotia.

Moteur du déplacement

La Terre possède une chaleur importante du fait de la radioactivité (désintégration du potassium, de l' uranium et du thorium) et de la chaleur d'accrétion initiale. Elle se refroidit en évacuant la chaleur à sa surface. Pour cela, on connaît trois mécanismes : conduction thermique, convection et transfert radiatif. Au niveau du manteau terrestre, la majeure partie du flux de chaleur est évacuée par la mise en mouvement des roches. C'est cette convection mantellique qui est le moteur de la tectonique des plaques. La convection est induite par la présence de matériel chaud (donc moins dense) sous du matériel moins chaud (donc plus dense). Ces mouvements sont très lents (de l'ordre de 1 à 13 cm/an) et favorisés par la lubrification par l'eau de mer et les sédiments qui réduisent les frottements entre les plaques.

Jusqu'à peu, les géologues considéraient que le couplage mécanique entre les mouvements de l'asthénosphère et de la lithosphère était le principal moteur de la tectonique des plaques. L'importance de ce couplage entre la lithosphère (rigide et cassante) et l'asthénosphère (manteau sous-jacent ductile et déformable) est remise en cause. L'origine de la force qui rend les plaques mobiles est discutée :

elle peut être liée sur toute la surface de la plaque à la contrainte cisaillante entre la lithosphère et l'asthénosphère (liée à la convection, et à l'importance du couplage entre la lithosphère et l'asthénosphère) ;

elle peut être due au poids de la lithosphère entraînée par subduction, qui tire vers la zone de convergence tout le reste de la plaque (écoulement gravitaire) ;

elle peut être due à l'altitude plus élevée de la lithosphère au niveau de la dorsale (écoulement gravitaire), qui induit une poussée sur le bord de la plaque à la ride (la formation de la lithosphère pousse toute la plaque).

Ces possibilités ne sont pas exclusives, mais les contributions relatives dans le mouvement sont très discutées et dépendent des études, en particulier le rôle du couplage entre la lithosphère et l'asthénosphère, considéré comme majeur jusque dans les années 1990 est fortement remis en question.

En 2019, une simulation 3D de la tectonique globale sur 1,5 Ma retrouve les principales caractéristiques : reliefs montagneux de 10 km de haut, fosses sous-marines de 15 km de profondeur, zones de subduction et dorsales, apparition et disparition de supercontinents, vitesse de déplacement des plaques de quelques centimètres par an, et flux de chaleur en surface réaliste. Les calculs indiquent que, depuis 500 Ma au moins, les deux-tiers de la surface de la Terre se déplacent plus vite que le manteau sous-jacent (à 150 km de profondeur), et que les rôles sont inversés sur le tiers restant : dans la majorité des cas, le manteau s'oppose au mouvement de la plaque (la cause de ce déplacement se situe donc en surface, dans les zones de subduction qui tirent l'ensemble de la plaque), et dans un tiers des cas c'est au contraire le manteau pousse la surface avec lui (et ce sont donc les courants profonds qui sont responsables du mouvement de la plaque),.

Cycles de Wilson

Premières manifestations de la tectonique des plaques

Alors que les plus anciennes traces de tectonique des plaques dataient de 2,5 Ga (milliards d'années), une équipe internationale de chercheurs en géosciences en 2007 fait remonter cette tectonique à 3,8 Ga au début de l' archéen. L'analyse d'inclusions dans les diamants de la ceinture de roches vertes d'Isua a révélé la présence d' éclogite caractéristique de la subduction d'une plaque océanique. Un modèle numérique de tectonique des plaques en deux dimensions suggère que vers 4 Ga commencent à se former les plaques tectoniques et que la tectonique s'est généralisée un Ga plus tard : les mouvements descendants de l' asthénosphère étirent les roches de la partie mantellique de la lithosphère et déforment la taille des grains de la péridotite composant cette partie, ce qui la fragilise sur une période d'environ 10 Ma (millions d'années). La convection mantellique se déplaçant au cours du temps, les zones fragilisées qui ne sont plus soumises à la déformation voient leurs minéraux grossir, ce qui " cicatrise " la lithosphère sur une période d'un Ga. En 2016, une modélisation thermomécanique suggère que ce sont les panaches qui, en brisant la croûte terrestre ont formé les premières plaques.

Il est probable que l'activité géologique de la Terre se soit manifestée de façon très différente durant l' Hadéen et l' Archéen, et plausible que le mécanisme actuel de la tectonique des plaques ne se soit mis en place qu'au Paléoprotérozoïque (−2,5 à −1,6 ). La découverte d' éclogites vieilles de 2,1 Ga dans le bloc du Kasaï ( craton du Congo), indique que la mise en place de la tectonique des plaques est au moins antérieure à cette date.

La découverte en 2016 et 2018 d'un excès d'eau dans des inclusions vitreuses de komatiites du Canada et du Zimbabwe, d'âge 2,7 Ga, atteste de l'existence de réservoirs mantelliques hydratés au Néoarchéen (−2,8 à −2,5 Ga). L'étude en 2019 du rapport D/ H dans ces inclusions confirme que cette eau provient de la surface, probablement entraînée dans la zone de transition du manteau par la déshydratation de la croûte océanique de plaques subductées. La même étude obtient des résultats semblables (avec aussi un excès de chlore et un appauvrissement en plomb) dans des inclusions vitreuses de komatiites de la ceinture de roches vertes de Barberton ( Afrique du Sud), vieille de 3,3 Ga. Ces résultats font ainsi remonter les débuts de la tectonique des plaques au Paléoarchéen (−3,6 à −3,2 Ga),.

Alternance répétée de phases de formation d'un supercontinent suivie de processus d'océanisation

L'animation ci-dessus montre la dislocation de la Pangée depuis le Trias. Dans un premier temps, ce supercontinent se sépare en Laurasia et Gondwana. La Laurasia se fragmente en Amérique du Nord et Groenland d'une part et Eurasie d'autre part, tandis que du Gondwana se détache successivement la Nouvelle-Zélande, l'Inde, puis le bloc Australie-Nouvelle-Guinée, avant que ce continent ne se partage entre Amérique du Sud, Afrique et Antarctique. Cette dislocation aboutit à une recomposition des continents puisque, par exemple, l'Inde fusionne avec l'Eurasie, suivie par l'Afrique et la Nouvelle-Guinée.

Cette alternance de dislocation et de recomposition est intervenue plusieurs fois au cours des temps géologiques.

Il y a 1,8 milliard d'années aurait existé le supercontinent Nuna, qui se serait disloqué puis recomposé.

Il y a 1 milliard d'années, issu de cette recomposition, le supercontinent Rodinia se serait disloqué en huit continents.

Ces continents auraient finalement fusionné pour former un supercontinent, Pannotia, lui-même à l'origine par dislocation de la Laurentia, la Baltica et du Gondwana.

Laurentia et Baltica ont fusionné durant l'orogenèse calédonienne pour former la Laurussia, qui elle-même a fusionné avec le Protogondwana au cours de l'orogenèse hercynienne pour former la Pangée, dont l'avenir est décrit précédemment.

Cet historique général ne prend pas en compte l'intervention des différents terranes, comme l' Avalonia, issue de la Pannotia, qui a participé à la formation de la Laurussia.

La chaleur de la Terre ne s'évacue pas de la même façon selon que les continents sont regroupés en un seul ou qu'ils sont dispersés comme c'est le cas aujourd'hui et selon leur position (qui influe sur leur albédo, plus claires en zone polaire par exemple). Les chaînes de montagnes terrestres ou sous-marines modifient respectivement la circulation des masses d'air humide et des courants marins. Un supercontinent forme un " bouclier thermique " qui modifie la manière dont la chaleur s'évacue. Il se disloquera nécessairement en plusieurs fragments. Cela marquera le début d'un nouveau cycle de Wilson ainsi baptisé en l'honneur de John Tuzo Wilson (1908-1993), géophysicien canadien, qui a, le premier, émis l'hypothèse de ce rassemblement périodique des continents.

Le prochain supercontinent ?

La fermeture en cours de l'" océan Pacifique devrait conduire à la formation d'un nouveau supercontinent, dénommé Amasia ( Amasie ") par Paul F. Hoffman en 1992. L'Amasie pourrait se former d'ici une centaine de millions d'années, être centrée sur le pôle Nord et rester séparée de l' Antarctique,.

Notes et références

Références

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La tectonique des plaques (du latin tardif tectonicus, dérivé du grec τεκτονικός / tektonikós, " de construction ") est un modèle scientifique expliquant la dynamique globale de la lithosphère terrestre. Ce modèle théorique a été constitué à partir du concept de dérive des continents, qui fut développé par Alfred Wegener au début du siècle.

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Encyclopédie Larousse en ligne - Dérive des continents

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La théorie de la dérive des continents fut publiée en 1915 par le géophysicien allemand Alfred Wegener. Cette théorie explique que les continents actuels n'ont pas toujours occupé la même place. Ceux-ci étaient réunis en un supercontinent primitif, la Pangée, il y a 250 millions d'années.

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Les continents, il y a 250 millions d'années

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Source : http://www.linternaute.com/science/environnement/dossier/terre-1-million-d-annees/6.shtml

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L' Age de glace- la dérive des continents

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La dérive des continents est un enjeu mondial qui touche la population entière. Carlos Saldana et Chris Wedge ont jugé intéressant de réaliser un film pour enfant dans le but de les conscientiser face à cet enjeu.

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Alfred Wegener

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Alfred Wegener, né le à Berlin et mort en au Groenland près de la base Eismitte, est un astronome et climatologue allemand, principalement connu pour sa théorie de la " dérive des continents " proposée en 1912 puis publiée en 1915. D'abord astronome, il s'est intéressé à plusieurs sujets connexes comme la météorologie et la géologie. Il a fait de nombreuses expéditions au Groenland pour étudier la météorologie des régions polaires.

Sa théorie reposait sur de nombreux arguments appartenant à des champs disciplinaires variés (géodésie, géophysique, géologie structurale, paléontologie) mais n'a été admise par la majorité de la communauté scientifique que quarante ans après sa mort, lorsque les mécanismes de la tectonique des plaques sont devenus évidents.

Biographie

Alfred Wegener est le plus jeune des six enfants du pasteur Richard Wegener et de sa femme Anna (née Schwarz). Il effectue ses études au lycée de Cologne à Berlin, puis dans les universités de Heidelberg, Innsbruck et Berlin.

Il fait une thèse en astronomie sur les tables alphonsines sous la direction de Julius Bauschinger. À sa sortie de l'université, il est nommé comme astronome à l' Urania de Berlin, mais démissionne rapidement pour être adjoint technique à l'observatoire astronomique de Tegel ( Prusse), au côté de son frère aîné Kurt. Ils établissent ensemble un record du monde de durée de vol en ballon dirigeable () sur le trajet de Berlin au Spessart en passant par le Jutland et Kattegat, et profitent de cette expédition pour vérifier l'exactitude du collimateur de site depuis leur engin.

Wegener part deux ans en expédition sur la côte nord-ouest du Groenland, avec une équipe danoise dirigée par Mylius-Erichsen, pour y effectuer des observations météorologiques. Il expérimente ainsi les techniques liées aux voyages polaires qui lui serviront dans ses expéditions ultérieures.

De retour en Allemagne, il passe en 1908 son doctorat en astronomie et météorologie à l' université de Marbourg. Il y donne des cours à partir desquels il écrit son Cours sur la thermodynamique de l'atmosphère, publié en 1911, qui sera remplacé en 1935 par un ouvrage coécrit avec Kurt mais publié à titre posthume.

Il retourne en 1912 au Groenland avec Lauge Koch pour une expédition destinée à séjourner pendant l'hiver à l'extrémité est de l' inlandsis, puis à traverser l'île dans sa partie la plus large. Les conditions climatiques exceptionnelles que l'expédition rencontre la font presque échouer, en raison d'une débâcle des glaces qui atteint le camp. Le départ de la traversée ne peut se faire qu'à la fin de l'hivernage suivant, en 1913, et dure deux mois, nécessitant de gros efforts pour la mener à bien.

À son retour, il se marie avec la fille du paléoclimatologue Wladimir Köppen (son ancien professeur et mentor), Elsa, avec qui il a trois enfants, Hilde (1914-1936), Kathe (1918-2012) et Charlotte (1920-1989). Lors de la Première Guerre mondiale, il sert dans l'armée allemande, au grade de capitaine, en tant que météorologue et est blessé à deux reprises. Après la guerre, son frère et lui sont nommés respectivement " professeur extraordinaire de météorologie " à l'université de Hambourg (qui vient d'être créée) et chef de section à l' Observatoire maritime de Hambourg. En 1924, Alfred Wegener accepte un poste de professeur de météorologie et géophysique en Autriche, à l'université de Graz.

L'année 1928 marque un tournant dans son travail de refonte de son livre : il décide de ne plus continuer car il considère qu'il pourrait ne pas arriver seul à bout de la tâche en raison de l'abondance et de la spécialisation des ouvrages concernant les translations continentales.

À la même période, Lauge Koch meurt et l'expédition qu'il comptait effectuer avec lui au Groenland est compromise. Il constitue alors une équipe entièrement allemande, avec le soutien de la Société d'aide à la science allemande. Un premier repérage d'été lui permet de déterminer les meilleures conditions pour gravir l' inlandsis depuis la côte ouest de l'île.

En 1930, l'expédition principale s'élance, dont un des principaux résultats est la mesure de l'épaisseur de l'inlandsis qui atteint plus de 1 800 m d'épaisseur. Un autre objectif de l'expédition est de mettre en place trois stations météorologiques pour recueillir des données devant servir à la sécurisation des routes aériennes transatlantiques. Accompagné du météorologue Fritz Loewe et de 13 Groenlandais, Wegener part le de la station Ouest (près de Uvkusigssat) avec des équipements et des ravitaillements destinés aux deux chercheurs stationnés à la base Eismitte. En raison de fortes tempêtes de neige, le transport doit être interrompu. Seuls, Wegener, Loewe et le Groenlandais Rasmus Villumsen poursuivent le chemin avec quelques ravitaillements. Ils arrivent à Eismitte le , ayant épuisé toutes les réserves. Wegener et Villumsen entament le chemin du retour le novembre, sans Loewe, à qui les orteils, gelés, doivent être amputés. Mais ils n'iront pas loin. Le corps de Wegener est retrouvé gelé dans son sac de couchage le . Le corps de Villumsen n'est jamais retrouvé.

Sa fille Charlotte s'est mariée en 1938 avec l'explorateur et alpiniste Heinrich Harrer dont elle eut un fils.

Ont été nommés en son honneur :

Wegener publie en 1915 la première édition de son livre La Genèse des continents et des océans (après un premier exposé oral sur " les translations horizontales des continents " lors d'une conférence faite le à la Société de Géologie de Francfort), dans lequel il propose une nouvelle théorie associant géophysique, géographie et géologie. Celle-ci, imaginée en voyant se disloquer des glaces de mer, s'appuie sur des bases géologiques étayées et constitue une hypothèse cohérente et bien argumentée à quelques détails près. Cette intuition basée sur l'observation de l'emboîtement des deux rives de l'Atlantique existe dès le siècle chez Jean Bodin et dans l'ouvrage Thesaurus geographicus d' Abraham Ortelius. D'autres savants émettent des hypothèses dans ce sens, certaines fantaisistes, d'autres plus vraisemblables : Francis Bacon en 1620, Antonio Snider-Pellegrini en 1859, Frank Bursley Taylor en 1908. Le géologue américain Howard Bigelow Baker propose en 1911 une explication : il pense que la Terre s'était heurtée à une planète aujourd'hui disparue et que ce qui est aujourd'hui la lune s'était détachée du bassin Pacifique, entraînant une dérive des continents.

Dans ce livre, qui connaîtra trois autres éditions (en 1920, 1922 et 1929) et de nombreuses traductions (en français, en espagnol, en russe et en anglais), Wegener rejette le modèle de l'époque expliquant la présence des montagnes et des océans par des plissements dus au refroidissement de la Terre (selon la métaphore de " la pomme ridée "). Les éléments qui le poussent à chercher une nouvelle théorie sont liés à la distribution particulière des chaînes de montagnes à la surface du globe, notamment sous la forme de cordillères sur le pourtour de l'océan Pacifique et de la chaîne des Alpes se prolongeant sur le continent asiatique. Les différentes éditions représentent un travail de refonte complète des éditions précédentes, et prenant en compte les critiques à sa théorie.

Sa théorie s'appuie principalement sur la complémentarité qu'il constate entre les côtes et certaines structures géologiques de part et d'autre de l' océan Atlantique et sur la présence de faunes communes aux ères primaire et secondaire en Amérique et en Afrique du Sud, à Madagascar, en Inde, en Australie et dans l' Antarctique. On lui objecta que cette complémentarité ne serait qu'une illusion disparaissant pour un niveau très différent de la mer. Toutefois cette complémentarité topographique n'est pas le seul argument présenté par Wegener. De multiples indices confortent l'idée d'une dérive des continents, qui auraient formé il y a 200 millions d'années un super-continent unique, la Pangée, bordé d'un super-océan, la Panthalassa :

argument géologique : similitude des ensembles géologiques situés de part et d'autre de l'océan Atlantique (âge et nature des terrains, orientation des déformations) ;

arguments paléontologiques : les fossiles des continents américain et africain montrent que la faune et la flore de ces deux continents étaient très semblables jusqu'au début de l'ère secondaire (- 200 millions d'années), époque à partir de laquelle les fossiles divergent sur chacun des continents ;

arguments climatiques : des indices de climats anciens très différents des climats actuels, qu'un simple changement du climat global de la Terre ne suffit pas à expliquer. Ainsi, la présence de tillites datées du carbonifère en Afrique du Sud et en Australie attestent d'un climat glaciaire à cette époque, tandis que des fossiles de fougères arborescentes retrouvés dans les sédiments carbonifères d'Europe et d'Amérique du Nord témoignent d'un climat tropical à la même époque.

Wegener tente également de démontrer que l'Amérique s'éloigne de l'Europe en utilisant des calculs de géodésie et sur la transmission des ondes radio. Cependant, ces techniques ne donnent pas les résultats escomptés. Des recherches ultérieures confirmeront toutefois ce mouvement et détermineront sa vitesse effective. La principale faiblesse que présente la théorie de Wegener est liée à la raison véritable de la dérive des continents : ignorant à l'époque les mouvements de convection du manteau terrestre, il impute l'origine de ces mouvements aux marées lunaires. Cette hypothèse par trop inexacte permet aux géophysiciens opposés à sa théorie (dont notamment le Britannique Harold Jeffreys) de la torpiller en " démontrant " qu'elle est physiquement irréalisable, Jeffreys faisant remarquer que de larges régions de cratons n'ont pas de plissements alors que la dérive devrait en former beaucoup. Cette opposition forte a eu pour conséquence de conforter pour un temps la communauté des géologues sur ses positions " fixistes " ou " antimobilistes " qui reposaient sur l'hypothèse, fausse, d'un manteau rigide. Dans le meilleur des cas, on estimait que la théorie de Wegener dérogeait au principe de parcimonie en " faisait beaucoup d'hypothèses pour expliquer et prédire bien peu ".

Wegener trouvera cependant quelques soutiens dans la communauté scientifique de l'époque, principalement avec le Suisse Émile Argand, le Sud-Africain Alexandre L. Du Toit, l'Écossais Arthur Holmes (lequel propose une explication à l'origine de la dérive par la radioactivité) ou le géologue canadien Reginald Daly, ainsi, après sa mort, que chez le naturaliste français René Jeannel qui dans son ouvrage La genèse des faunes terrestres (P.U.F., 1940) affirma, cartes et schémas à l'appui, que " seule l'hypothèse de Wegener peut expliquer la distribution actuelle des lignées ".

" La première idée des translations continentales me vint à l'esprit en 1910. En considérant la carte du globe, je fus subitement frappé de la concordance des côtes de l'Atlantique, mais je ne m'y arrêtai point tout d'abord, parce que j'estimai de pareilles translations invraisemblables. En automne 1911, j'eus connaissance [...] de conclusions paléontologiques admettant l'existence d'une liaison ancienne entre le Brésil et l'Afrique. Cela m'engagea à faire un examen préalable et sommaire des résultats connexes au problème des translations. "

" Tout se passe comme si nous devions rassembler les morceaux déchirés d'un journal sur la seule base de leurs contours pour vérifier ensuite seulement que les lignes imprimées se raccordent correctement. Si tel est bien le cas, il ne reste plus qu'à conclure que les morceaux étaient, en effet, disposés ainsi. Quand bien même nous ne disposerions que d'une seule ligne pour procéder à cette vérification, nous aurions une probabilité très grande de tomber juste ; mais en présence d'aucune ligne, cette probabilité est élevée à la énième puissance. "

" Du moment que les translations continentales se sont produites au cours des longues périodes géologiques, il est probable qu'elles durent encore. Il s'agit seulement de savoir si ces mouvements sont assez rapides pour qu'on puisse les déceler à l'aide de mesures astronomiques répétées dans un intervalle de temps relativement court. "

" L'hypothèse fondamentale est que les socles continentaux doivent s'être déplacés les uns par rapport aux autres. "

Publications

Thermodynamik der Atmosphäre (1911)

Die Entstehung der Kontinente und Ozeane (1915, 1920, 1922, 1929) (son œuvre majeure, où il expose sa théorie de la dérive des continents)
(fr), 1925, 1937. La genèse des océans et des continents - théorie des translations continentales. Librairie Nizet et Bastard :

La genèse des continents et des océans, A. Blanchard (Paris), 1924, Texte disponible en ligne sur IRIS

La genèse des continents et des océans : théorie des translations continentales, Librairie Nizet et Bastard (Paris), 1937, Texte disponible en ligne sur IRIS

Die Klimate der geologischen Vorzeit (1924) (en collaboration avec son beau-père, le climatologue Wladimir Köppen)

Notes et références

Références

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Bibliographie

Liens externes

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Alfred Wegener, né le à Berlin et mort en au Groenland près de la base Eismitte, est un astronome et climatologue allemand, principalement connu pour sa théorie de la " dérive des continents " proposée en 1912 puis publiée en 1915. D'abord astronome, il s'est intéressé à plusieurs sujets connexes comme la météorologie et la géologie.

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250 millions d'années de changement en 48 secondes.

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Simulation: 250 millions d'années, dérive continents

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La dérive des continents sur 250 millions d'années à venir, retour à un seul continent la pangée.