De la Dérive des Continents à la Tectonique des Plaques
Introduction
Qui n’a pas déjà entendu parler de la Tectonique des Plaques ? C’est un modèle scientifique (c’est-à-dire une représentation simplifiée de la réalité dans le but d’avoir une approche globale de certains phénomènes) qui permet d’expliquer un très grand nombre de phénomènes géologiques qui se déroulent à la surface de la Terre : mouvements des masses continentales, ouverture et fermeture des océans, formation des chaînes de montagnes, volcanisme…
Si ce modèle est aujourd’hui accepté par la communauté scientifique dans son ensemble, il n’en a pas toujours été ainsi. Le consensus autour de ce modèle est même très récent : il a été validé à la fin des années 1960, il y a moins de 60 ans !
Avant de nous pencher sur les grands principes du modèle de la Tectonique des Plaques, faisons un peu d’histoire : voyons comment se sont répandues puis ont été prouvées les idées qui aboutiront à ce modèle, notamment pour ce qui est du mouvement des masses continentales.
Avant de vous attaquer à cette suite d’articles sur la tectonique des plaques, je vous conseille de lire les deux articles sur la structure interne de la Terre, si ce n’est pas déjà fait ! En effet, certaines notions que nous avons vu dans ces articles nous serons nécessaires pour tout comprendre.
Alfred Wegener et la Dérive des Continents
Un des premiers scientifiques à émettre et à défendre l’hypothèse d’un mouvement horizontal des masses continentales se nommait Alfred Wegener. Cet astronome et climatologue allemand (il n’était pas un géologue à proprement parler) proposa en 1912 sa théorie de la “Dérive des Continents”. A cette époque, plusieurs théories existaient pour tenter d’expliquer la disposition actuelle des continents, le volcanisme ou encore la formation des chaînes de montagnes (nous y reviendrons en détail une prochaine fois).
Alfred Wegener présenta plusieurs arguments pour soutenir sa théorie, dont voici les principaux. Le premier et le plus évident est la forme des continents : par exemple, lorsque on regarde une carte du monde, on voit que l’Amérique du Sud et l’Afrique semblent pouvoir “s’emboîter”, comme si les deux masses avaient été réunies dans le passé. Le second argument est paléontologique : on retrouve sur différents continents des fossiles de mêmes espèces (animales et végétales). Il est difficile d’imaginer qu’une même espèce ait pu se répandre sur différents continents séparés par un océan. Enfin, le dernier argument se base sur des traces de glaciations anciennes que l’on trouve à la surface de la Terre : certaines se trouvent au niveau de l’équateur, il paraît donc improbable qu’elles aient pu avoir lieu à leur localisation actuelle. Elles semblent de plus concorder entre elles et former un seul ensemble en réunissant les continents. Wegener proposa donc que les continents que nous connaissons actuellement aient été réunis en une unique et immense masse par le passé : la Pangée. Ils se seraient ensuite séparés par translation horizontale.
Cependant, Wegener eut beaucoup de mal à convaincre son auditoire. Malgré les arguments avancés, sa théorie demeurait difficile à expliquer. En effet, son principal problème était qu’il ne parvenait pas à proposer un “moteur” à ces déplacements des continents. Quelles pouvaient être ces forces suffisamment puissantes pour entraîner un mouvement des masses continentales ? A cette époque, on ne connaissait bien évidemment ni les phénomènes géologiques de subduction et d’accrétion ni le principe de « plaques » en mouvement les unes par rapport aux autres. On avait de plus une connaissance très faible de la structure interne de la Terre. Wegener manquait donc de données pour parvenir à expliquer sa théorie.
Validation et explication des idées de Wegener : naissance du modèle de la Tectonique des Plaques
Les idées de Wegener ont donc été rejetées pendant près d’un demi-siècle. Il a fallu attendre certaines avancées scientifiques et une meilleure compréhension de la structure du globe pour apporter des preuves permettant de valider l’idée d’une translation horizontale des continents.
Au début des années 1960, le géologue américain Harry Hess proposa le modèle de l’Expansion des Fonds Océaniques, également appelé modèle du Tapis Roulant. Il se basait sur des données très récentes à l’époque qui apportaient une meilleure connaissance des fonds océaniques, notamment la présence de rides (ou dorsales), d’où émanait un fort flux de chaleur, et de fosses océaniques. Le modèle de l’expansion des océans stipulait que de la croûte océanique se formait au niveau des rides océaniques à partir de remontées de roches du manteau et disparaissait au niveau des fosses océaniques. Ces phénomènes entraîneraient des mouvements horizontaux dans la croûte océanique et provoqueraient le déplacement des masses continentales. Ce modèle sera par la suite inclus dans le modèle de la Tectonique des Plaques.
La preuve définitive sera apportée par l’étude des anomalies magnétiques dans les roches de la croûte océanique. Ces anomalies ont pour origine le champ magnétique terrestre, qui connaît parfois des périodes d’inversion. La disposition du champ magnétique est “enregistrée” lors de la formation de certaines roches qui contiennent des éléments magnétiques (notamment celles de la croûte océanique en formation au niveau des dorsales). En observant le disposition des anomalies dans les roches par rapport aux dorsales océaniques, les scientifiques ont remarqué une symétrie : on retrouve des bandes parallèles et à égale distance de la dorsale qui correspondent à la même “période magnétique”. De plus, les roches les plus récentes se trouvent proches de la dorsale, les plus anciennes éloignées de la dorsale. Cela prouve donc que la croûte océanique est bien en expansion au niveau des dorsales, entraînant des mouvements permettant d’expliquer cette fameuse “dérive” des continents ! Le modèle de la Tectonique des Plaques, sans cesse perfectionné et amélioré grâce au travail des géologues, se base sur ces découvertes.
Cet article permettant de comprendre les origines du modèle de la Tectonique des Plaques touche à sa fin. Si le sujet vous passionne, le site de l’ENS de Lyon propose un article très complet. La prochaine fois, nous détaillerons de manière simple les grands principes de ce fameux modèle, ce qui nous permettra de mieux comprendre un grand nombre de phénomènes qui ont lieu à la surface de notre Terre !