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L'évolution de la théorie de la tectonique des plaques

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Objectif
Depuis la naissance de la géologie, les scientifiques ont cerché à expliquer les grands pénomènes comme la formation des chaînes de monatgnes. Ils ont établi des modèles rendant compte des observations à une époque donnée.
Comment s'est élaboré le modèle actuel de la tectonique des plaques ?
1. Les observations de Wegener
Au début du XXe  siècle lors d'une conférence, Wegener (1880-1930) émet l'hypothèse qu'autrefois les continents étaient réunis et que la place qu'ils occupent actuellement résulte d'un lent déplacement latéral. Cette théorie de la « dérive des continents » s'appuie sur des arguments géologiques, paléontologiques et géographiques.

La complémentarité de formes des masses continentales, notamment le côté est de l'Amérique du Sud et l'ouest de l'Afrique, est un argument en faveur d'une liaison passée de ces deux continents.

Le contenu fossilifère de diverses régions renforce cette idée d'un super-continent. En effet, la présence d'animaux et de végétaux fossiles semblables a été constatée dans des régions actuellement séparées par des océans. Or, ces derniers constituent des obstacles insurmontables pour la dispersion des espèces comme les reptiles ou les plantes. Cette répartition des fossiles ne peut s'expliquer que par une réunion dans le passé des masses continentales.

Enfin, Wegener étaye sa théorie par des arguments géologiques. Diverses formations comme les moraines, les sables désertiques ou les roches évaporitiques constituent des marqueurs climatiques. La distribution de ces formations, notamment des moraines glaciaires en Inde, s'explique si l'on admet une disposition différente des continents, regroupés en un super-continent, la Pangée.

Cependant Wegener, incapable de trouver un moteur possible à ces déplacements, verra sa théorie rejetée par la communauté scientifique.

2. L'élaboration du modèle actuel
Plus tard, certains chercheurs vont reprendre l'hypothèse de Wegener et tenter de découvrir ce moteur indispensable à la dérive des continents.

C'est ainsi qu'en 1945, Arthur Holmes envisage l'existence de mouvements de matière sous la croûte continentale, lesquels seraient responsables de sa fracturation. Ces mouvements de convection donneraient naissance au magma basaltique qui s'infiltre dans les fractures et provoque la formation d'un plancher océanique. Cette base s'élargirait progressivement, éloignant les continents les uns des autres.

Cette conception du déplacement des plaques se trouvera renforcée par l'hypothèse de Harry Hess, en 1962. Intégrant les idées de A. Holmes sur les courants de convection dans le manteau, il proposa l'hypothèse du « double tapis roulant » des fonds océaniques. Cette théorie eut l'avantage de préciser les zones d'ascendance de matière au niveau des dorsales et d'interpréter plus précisément le mécanisme des fosses océaniques.


 
Doc. 1. Le « double tapis roulant ».
3. L'hypothèse de Vine et Matthews
En 1963, Vine et Matthews ont l'idée de mettre en relation les caractéristiques magnétiques du plancher océanique et l'hypothèse du double tapis roulant de Hess.

Au début du siècle, des chercheurs ont montré que le champ magnétique terrestre a subi au cours des temps géologiques de nombreuses inversions : le pôle Nord magnétique était à certaines périodes au sud, et le pôle Sud au nord. La croûte océanique se formant de façon continue et régulière au niveau des dorsales, elle constitue grâce au basalte, un véritable enregistrement de ces anomalies magnétiques.

L'essentiel

Le modèle actuel de la tectonique, issu de l'idée du morcellement d'un continent unique, s'est imposé progressivement dans la communauté scientifique. Ce modèle est à la fois explicatif et prédictif.
Les donnée actuelles confirment celles déduites des observations géologiques.

Illustration animée : le déplacement des plaques « lithosphériques » s'appelle la tectonique des plaques. L'animation ci-dessous montre les mouvements qui ont affecté les continents depuis - 255 millions d'années jusqu'aujourd'hui, puis une prévision de ce à quoi la Terre pourrait ressembler en surface d'ici 30 millions d'années.
En survolant la carte de la Terre actuelle, on peut identifier chaque plaque lithosphérique.

 

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